Ensaios Mecânicos - Tração

O ensaio de tração é amplamente utilizado na indústria de componentes mecânicos, devido às vantagens de fornecer quantitativos das características dos materiais.

No gráfico Tensão (T) x Deformação (ε) apresentado acima, o item (B) e (A) representam, respectivamente, os limites

• de resistência e de proporcionalidade

• de resistência e elástico

• de ruptura e de resistência

• elástico e de ruptura

• elástico e de proporcionalidade

Considere o gráfico que foi obtido com um ensaio uniaxial de tração em um material metálico para responder a questão. Com o ensaio de tração, é possível obter informações sobre o comportamento mecânico dos metais. As propriedades mecânicas 1, 2 e 3 indicadas no gráfico se referem ao:

• (1) Limite de resistência à tração, (2) limite de escoamento, (3) tensão de fratura.

• (1) Limite de resistência à tração, (2) módulo de elasticidade, (3) tensão de fratura.

• (1) Limite de escoamento, (2) módulo de elasticidade, (3) limite de resistência à tração.

• (1) Limite de escoamento, (2) limite de resistência à tração, (3) tensão de fratura.

(ENADE, 2011) Os ensaios mecânicos fornecem informações sobre as propriedades mecânicas dos materiais, quando submetidos a esforços externos, expressos na forma de tensões e deformações. Basicamente, o comportamento mecânico dos materiais depende da composição química, da microestrutura, da temperatura e das condições de carregamento. Tais informações são fundamentais para que o engenheiro projetista possa selecionar os materiais que contemplem as especificações mecânicas estabelecidas no projeto. Considerando o exposto, analise as afirmações a seguir:

I. O módulo de tenacidade é uma medida da energia requerida para a ruptura de um material, enquanto a tenacidade à fratura é uma propriedade do material de suportar tensão na ponta de uma trinca.

II. Um corpo-de-prova de material ferro fundido cinzento, quando submetido a um ensaio de torção, falha por cisalhamento. Esse fato é observado pelo rompimento do corpo de prova ao longo da superfície que forma um ângulo de 45° em relação ao eixo longitudinal.

III. O ensaio de impacto permite a caracterização do comportamento dúctil-frágil do material por meio da medição da energia absorvida pelo material até

a fratura em função da temperatura. Os ensaios mais conhecidos são denominados Charpy e Izod.

IV. A partir do limite de escoamento do material, o material entra em colapso e deforma-se permanentemente. Isso se deve à redução do módulo de elasticidade do material que causa o escoamento, seguido do endurecimento por deformação até atingir o limite de resistência.

É correto apenas o que se afirma em

• I e IV.

• I e III.

• II e III.

• I, II e IV.

• II, III e IV

A figura abaixo mostra os resultados de ensaios de tração realizados em três corpos de prova de materiais distintos. O resultado do ensaio que mais adequadamente representa o comportamento de um aço típico é o da curva

• C1, porque apresenta a menor deformação específica no ponto de ruptura.

• C1, porque o material rompe sem escoar.

• C2, porque apresenta claramente uma região de escoamento do material.

• C2, porque é o que apresenta a maior tensão de ruptura.

• C3,porque não apresenta uma região de comportamento linear do material.

A seguir são apresentados os diagramas de tensão-deformação obtidos em ensaios de tração realizados em dois tipos de materiais diferentes. Os materiais foram identificados como Material A e Material B. A partir do gráfico mostrado analise as afirmativas a seguir.

I.O Material B apresenta maior módulo de elasticidade e menor resistência que o Material A.

II.Ambos os materiais apresentam patamar de escoamento.

III.Quando submetido a um esforço normal de tração, um elemento construído com o Material A terá menor deslocamento que um elemento construído com o Material B, desde que ambos os elementos tenham as mesmas condições de apoio, igual seção transversal e a magnitude da força aplicada seja a mesma e não ultrapasse o limite de elasticidade de nenhum dos materiais

• Apenas a afirmativa III está correta

• Apenas a afirmativa I está correta

• Todas as afirmativas estão corretas

• Nenhuma das afirmativas está correta

As propriedades mecânicas dos materiais metálicos podem ser mensuradas por meio de ensaios mecânicos. A respeito do ensaio de tração e das propriedades medidas no ensaio é correto afirmar que:

• A tenacidade é a habilidade de um material absorver energia e se deformar elasticamente antes de fraturar.

• A resiliência é a capacidade de um material de absorver energia, quando ele é deformado plasticamente e, depois, com a remoção da carga, permite a recuperação dessa energia.

• A estricção do material é a diminuição da seção transversal do corpo de prova, após atingir carga máxima, na região aonde vai se localizar a ruptura.

• A tensão limite de escoamento, também conhecido como limite de proporcionalidade ou limite de desvio n, pode ser determinada usando o método da pré-deformação que, para os aços, é corresponde a uma deformação plástica 0,2 por unidade de comprimento.

Os resultados de um ensaio de tração realizado na região de comportamento elástico linear de dois corpos de prova de materiais dúcteis distintos (A e B) são representados pelas retas no diagrama tensão x deformação mostrado na Figura abaixo. A propriedade com maior valor no material A do que no material B, segundo esses resultados, é a(o)

• alongamento percentual

• módulo de elasticidade

• massa específica

• tensão de escoamento

Os ensaios mecânicos permitem a determinação de propriedades mecânicas, que se referem ao comportamento do material quando sob a ação de esforços e que são expressas em função de tensões e/ou deformações. Dentre as principais temos uma primeira que é uma propriedade do material segundo a qual a deformação, que ocorre em função da aplicação de tensão, desaparece quando a tensão é retirada. Na segunda representa a capacidade de o material sofrer deformação permanente sem se romper. De acordo com a ordem apresentada, a nomenclatura das propriedades mecânicas são:

• resistência e resiliência

• elasticidade e plasticidade

• resistência e tenacidade

• resiliência e tenacidade

• tenacidade e elasticidade

Na figura acima são apresentadas as curvas de tensão (σ) versus deformação (ε) verdadeira e de engenharia, obtidas pelo ensaio de tração, que descrevem graficamente o comportamento de um material sob carregamento de tração uniaxial. Com base nessas informações, assinale a opção correta.

• A tenacidade, que mede a capacidade do material de absorver energia na região elástica, é medida pela área sob a curva σ × ε e também pode ser avaliada por meio do ensaio de impacto.

• As referidas curvas apresentam o comportamento de um material frágil em um ensaio de tração uniaxial.

• A resistência ou tensão verdadeira na fratura (Su) é obtida dividindo-se a carga aplicada na ruptura pela área nominal original da secção reta do corpo de prova.

• A tensão máxima considerada em relação à área da seção transversal original do corpo de prova (Smáx) é também chamada resistência à tração do material.

• O valor Sy corresponde ao limite de escoamento proporcional, o maior valor de tensão para o qual ainda é válida a lei de Hooke.

A partir do gráfico precedente, que mostra os resultados do ensaio de tração de materiais identificados por A, B, C e D, qual é o material mais indicado para a fabricação de uma mola..

• Material D

• Material C

• Material B

• Material A