Ensaio de tração pmr 2202

Ensaio de tração pmr 2202

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PMR 2202 ? Introducao ao Sistema de Manufatura Ensaio de Tracao ? 2007

PMR 2202 INTRODUCAO A MANUFATURA MECANICA

Projeto 1

Caracterizacao Mecanica de Material

Ensaio de Tracao

Professor Ricardo Cury Ibrahim Data: 20/09/07

NOME Num. USP ADHK

PMR 2202 ? Introducao ao Sistema de Manufatura Ensaio de Tracao ? 2007

1. Introducao3
2. Objetivos3
3. Metodologia3
3.2. Metodo de ensaio4
3.3. Propriedades a serem obtidas no ensaio de tracao5
4. Resultados6
4.1. Equacoes utilizadas nos calculos6
4.2. Calculo das propriedades mecanicas7
5. Comentarios e Conclusao8
6. Bibliografia9

PMR 2202 ? Introducao ao Sistema de Manufatura Ensaio de Tracao ? 2007

1. Introducao

Um ensaio de tracao consiste basicamente num processo de alongamento de uma peca metalica com dimensoes padronizadas ate o seu rompimento. Junto a isso plota-se um grafico da forca em funcao do alongamento. Este ensaio e realizado visando a obtencao de algumas propriedades do material de prova (ex: modulo de elasticidade, tensao de escoamento). Para a realizacao do ensaio foram estabelecidas algumas normas para que os resultados obtidos sejam iguais nao importando o lugar onde e feito o ensaio. Uma vez padronizado, a aplicacao do material em projetos de engenharia torna-se possivel ? ja que podemos efetuar calculos baseados nas propriedades do material.

2. Objetivos

Este projeto ? juntamente com o seu relatorio ? objetiva que os estudantes desta disciplina aprendam sobre a metodologia e a realizacao de um ensaio de tracao. A usinagem do corpo de prova, a realizacao do ensaio feita diretamente pelos alunos com a ajuda de um orientador, visou alem da familiarizacao com as normas relacionadas com tal ensaio, oferecer uma experiencia ao vivo de usinagem e a utilizacao do equipamento de tracao do corpo de prova. Tambem atraves do relatorio exige-se do aluno a compreensao dos dados obtidos e a capacidade de analise dos mesmos para se encontrar as propriedades do material ensaiado.

3. Metodologia

3.1. Preparacao do corpo de prova

A norma NBR 6152 exigia um corpo de prova de 20 m de largura no local de fixacao das garras e 12,5 m na parte central, havendo um arco minimo de 20 m de diametro ligando essa diferenca de larguras. Primeiramente, a chapa de 200 m de largura foi cortada, obtendo-se uma peca retangular de 20 m de largura e 200 m de comprimento. Partiu-se entao para a etapa de fresamento, onde a parte central

PMR 2202 ? Introducao ao Sistema de Manufatura Ensaio de Tracao ? 2007 seria desbastada ate a largura exigida, formando o arco de forma consequente. A oficina nao tinha a fresa com o diametro adequado, logo se necessitou fazer uma adaptacao em relacao a norma, utilizando um diametro de arco de 25 m. Apos a fixacao na mesa de trabalho, ja com a maquina em operacao, foi feito o avanco de cerca de 3,75 m, acionado-se logo depois o movimento automatico no sentido horizontal, cuja trajetoria ja estava delimitada. O mesmo procedimento foi feito para os dois lados da peca, obtendo-se assim o corpo de prova especificado.

3.2. Metodo de ensaio

Um ensaio de tracao e normatizado pela NBR 6152, que descreve o correto procedimento para se efetuar um determinado ensaio mecanico. Para uma correta realizacao dos ensaios, alem de um corpo de provas padronizado, temos que seguir um procedimento em condicoes padrao de ensaio.

O equipamento utilizado foi uma maquina de ensaio universal. A maquina apesar de um pouco antiga, estava com um bom estado de conservacao. O problema era nos dentes da garra, que estavam amassados e nao permitiam uma boa ¡mordida¡.

Antes do inicio do ensaio, aplicou-se uma pre-carga para colocar uma pequena tensao no corpo de prova para tentar eliminar possiveis erros de medicao provocadas pela ma fixacao do corpo de prova. Tal carga foi aplicada manualmente girando-se um dispositivo que aumentava ou diminuia a pressao no sistema hidraulico da maquina, que era responsavel pela aplicacao da carga.

Alem disso, o corpo de prova foi ligeiramente diminuido em suas extremidades para que encaixasse perfeitamente as garras da maquina. Ressalta-se que o corpo de prova deve estar firmemente preso as garras da maquina (seja atraves de cunhas, roscas, flanges, etc) a fim de se evitar o escorregamento do corpo de prova das garras de fixacao, o que invalidaria o ensaio.

Sabe-se tambem que a menos que esteja especificado na norma do produto, a velocidade de ensaio vai depender do modulo de elasticidade (E). Se E for menor do que 150 kN/mm2, tal velocidade deve estar entre 2 e 10 N/mm2s-1. Caso contrario a velocidade deve estar entre 6 e 30 N/mm2s-1.

Para medir a deformacao do corpo de prova, foram utilizados um potenciometro (que possuia uma haste que se deslocava junto com as garras que

PMR 2202 ? Introducao ao Sistema de Manufatura Ensaio de Tracao ? 2007 prendem o corpo de prova) e um extensometro (para medidas mais precisas para a determinacao mais correta do modulo de elasticidade) que foi preso no meio do corpo de prova. Esse potenciometro era ligado a um ploter que desenhava o grafico da tensao por deformacao.

3.3. Propriedades a serem obtidas no ensaio de tracao

Modulo de elasticidade

Tambem chamado de modulo de Young, representa a resistencia do material a deformacao elastica. Quanto maior este modulo menor sera a deformacao elastica resultante da aplicacao de uma dada tensao.

Limite de escoamento

Representa a tensao maxima que pode ser aplicada de modo que provoque apenas deformacao elastica no corpo tencionado. Os materiais em geral podem ou nao apresentar um limite de escoamento preciso.

Limite de resistencia mecanica

A partir do limite do escoamento a tensao para continuar a deformacao plastica aumenta ate chegar a um ponto maximo, este ponto e denominado limite de resistencia mecanica. Representa a tensao maxima que determinada corpo pode suportar, se mantida, e possivel observar que as tensoes se concentram na parte mais estreita do corpo de prova formando um ¡pescoco¡, o fenomeno prossegue ate a fratura.

Limite de ruptura E a tensao aplicada no corpo quando ocorre a fratura.

Modulo de tenacidade

E a area sob o grafico de tensao por deformacao ate a o ponto onde ocorre a fratura. Tem unidade de energia por unidade de volume, representa a energia gasta para provocar a ruptura do corpo sob tensao. Geralmente materiais ducteis sao mais tenazes que os frageis.

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Modulo de resiliencia

Representa a energia por unidade de volume para tensionar o material desde um ponto com ausencia de tensao ate o limite de escoamento. Experimentalmente pode ser determinado calculando a area sob o grafico de tensao por deformacao ate o ponto que representa o limite de escoamento.

Alongamento total

E a mediada de quanto o corpo se deformou ate se romper. Pode ser dado em percentual pela formula (Lf-Lo)/Lo*100%

Estriccao

E a variacao percentual da area dada pela formula %1000

0 A AAf. Isto tambem representa ductilidade.

Coeficiente de ductilidade A regiao da curva tensao por deformacao de engenharia pode ser aproximada pela relacao n vvk do ponto de surgimento de deformacao plastica ate o inicio do pescoco. k e n sao constantes que dependem da condicao do material. ne chamado coeficiente de encruamento. )1(ln v e )1( v, e representam a deformacao e a tensao de engenharia.

4. Resultados

4.1. Equacoes utilizadas nos calculos

Largura da peca inicial (b) = 0,0124 m. Espessura inicial (a) = 0,001 m.

Area inicial: abA 0= 0,0000124 m©. Distancia inicial do relogio (d) = 0,05 m.

Distancia considerada para as deformacoes = 67,2mm. Forca (N) = Forca (kgf) x 9,87 m/s©.

Tensao de engenharia

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