O ensaio de tração consiste em aplicar uma força uniaxial no material, tendendo-o a alongá-lo até o momento de sua fratura. Os CPs (corpos de prova) na maioria das vezes são circulares podendo também serem retangulares. O corpo de prova (sempre padronizado por normas técnicas) é fixado pelas suas extremidades nas garras de fixação da máquina de tração. O corpo de prova é então submetido a um esforço, aplicando uma carga gradativa e registrando cada valor de força correspondente a um diferente tipo de alongamento do material (alongamento este medido por um extensomêtro como mostra a figura). O ensaio termina quando o material se rompe. Para efeitos de reduzir as diferenças entre as dimensões de diferentes corpos de prova, utiliza-se o conceito de tensão convencional ou tensão de engenharia definido por:
σ = F / Ao
Onde, temos que:+++
- F = Força aplicada
- Ao = Área da seção transversal do corpo (antes da aplicação da carga)
Já a deformação sofrida pelo Cp pode ser calculada em função do alongamento sofrido durante o ensaio.
ε = (L f- Lo) / Lo
- Lf= Comprimento final
- Lo=Comprimento inicial
Os resultados obtidos através do ensaio de tração são “plotados” (fornecidos pela própria máquina de ensaio) em um gráfico chamado de tensão x deformação (σ x ε).
A partir da análise do diagrama Tensão x Deformação, podemos destacar pontos importantes que merecem ser estudados.
Fase elástica: É a fase na qual o material recupera suas dimensões originais após a retirada dos esforços externos sobre ele. A fase elástica obedece a Lei de Hooke representada algebricamente por σ = E. ε . O “E” representado na fórmula é denominado de módulo de elasticidade ou módulo de Young. É a resistência mecânica do material ou rigidez. O módulo de elasticidade pode ser obtido através da inclinação da reta na fase elástica.
Limite de Proporcionalidade: É o limite no qual as tensões são diretamente proporcionais as deformações.
Escoamento: Inicio da deformação plástica, consiste propriamente dito em um grande alongamento do material sem acréscimo significativo de carga ,com oscilações na velocidade de deformação.
Fase plástica: É a fase a partir do qual o material sofre um deformação permanente (não consegue recuperar suas dimensões originais após a retirada das cargas).
Limite de resistência: Corresponde à máxima tensão que o material suporta sem romper-se. É calculada por:
LR = Fmáx/So
- Fmáx = Carga máxima aplicada no material
- So = Área da seção inicial do corpo de prova.
Limite de ruptura: Correspondente ao ponto de fratura do material.
É importante saber que quando o material é submetido a uma tensão máxima suportada, logo em seguida observamos um decréscimo de carga, ou seja, o limite de ruptura é inferior ao limite de resistência, uma vez que o material sofre uma redução de sua área, denominado de estricção. A estricção pode ser calculada pela redução percentual de área (RA%) por:
RA% = (Ao-Af)/Ao
Onde;
- Ao = Área da secção transversal inicial do material
- Af= Área da secção transversal final do material
A figura abaixo demonstra duas características importantes de um corpo que foi ensaiado por tração; seu alongamento e sua redução de área.
Assista abaixo a um Ensaio de Tração:
Referências Bibliográficas: Ciência e Engenharia de Materiais Uma Introdução – William D. Callister, Jr.- Sétima Edição Apostila Telecurso 2000 Mecânica.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ensaio_de_tração