O documento descreve os conceitos e propriedades mecânicas de ensaios de tração em materiais metálicos. Ele define tensão, deformação, módulos de elasticidade e resiliência, e descreve como esses conceitos são medidos através de ensaios de tração. O documento também explica como as propriedades mecânicas como limite de escoamento, resistência à tração e ductilidade são determinadas a partir da curva tensão-deformação obtida nos ensaios.

1. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos
Candidato: Fernando Bruno Dovichi Filho
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E
TECNOLOGIA DE SÃO PAULO
Área: Mecânica
118/12/2015

2. 1.Propriedades Mecânicas dos Metais
Por que Estudar ?
1. É obrigação dos engenheiros e dos técnicos compreender como as varias propriedades mecânicas são medidas e o que essa
propriedades representam
2. Elas podem ser necessárias para projeto de estruturas/componentes que utilizem matérias predeterminados, a fim de que
não ocorram falhas e/ ou níveis inaceitáveis de deformação
3. Exemplo: Demostramos esse procedimentos em relação ao projeto de um dispositivo para ensaios de tração.
Objetivos
1. Denfinição: Tensão e Deformação
2. Formula a Lei de Hooke
3. Materiais Utilizados em Engenharia
4. Diagrama Tensão-Deformação
5. Propriedades de Tração
2

3. 3
 Introdução
• Muitos dos Matérias Metálicos
• F= M.a =Força = Carga Aplicada
• Exemplos: Liga de Al no qual de um avião e o aço no eixo dos carros
• Relação entre deformação a uma carga aplicada
• Algumas propriedades Mec: Resistência, Dureza, Ductibilidade.
• Cargas Como : Tração , Compressão Cisalhamento
• Ensaios
• Teoricamente Matematicamente
• Relação entre Microestrutura ( Características internas ).
 Vidro
 Cerâmica
 Plástico
 Madeira
 Metal
 Papel
Como definir qual o melhor material nos critérios que um engenheiro deve
adotar para selecionar um material entre tantos outros ? Condições de operação
Propriedades
Degradação
Econômica
• Metais
• Cerâmicas
• Polímeros
• Compósitos
• Semicondutores
• Biomateriais (Mat. Biocompatíveis)

4. 4
2. Conceitos de Tensão e Deformação
Definição:
• Sendo Carga aplicada de maneira estática lenta ao
longo e é aplicada uniformemente sobre uma seção
transversal de um membro gerando um ensaio de
Tensão e deformação:
1. Compressão
2. Cisalhamento
3. Tração Estudo do Dia.
4. Torção
1. Figura : Ilustração esquemática das cargas de
Compressão Cisalhamento ,Tração e Torção .

5. 5
3. Ensaios de Tração.
Definição:
• Um dos ensaios mecânicos de tensão-deformação mais comum é
conduzido sob tração
• Pode ser usado para averiguar diversas propriedades mecânicas dos
matérias que são importantes em projetos.
• Tensão máxima : Escoamento
Ruptura
• Carga aplicada uniaxalmente ao logo eixo
• Corpo de Prova
• Porque ? Os resultados do ensaio poderão ser utilizados de diversas
formas: • Projeto (dimensionamento)
• Seleção de materiais
• pesquisa e desenvolvimento
2. Figura : Ilustração esquemática do
dispositivo usado para realização de
ensaios de Tração.
3. Um Corpo de prova padrão para
ensaios de tração.

6. 6
3. Ensaios de Tração cont.
Definição:
• Propriedade Mecânicas em tração
• Para a definição da tensão e deformação convencionais, considera-se
uma barra cilíndrica e uniforme que é submetida a uma carga de
tração uniaxial crescente, conforme mostra a Fig
4. Figura : Esboço da curva obtida no ensaio de
tração (Curva tensão-deformação )
5. Figura : Corpo de Prova com deformação
Convencional.

7. 7
s =
𝑃
𝑆0
Tensão Convencional
3. Ensaios de Tração cont.
Onde: s = tensão (Pa)
𝑃 = Carga aplicada (N)
𝑆0= seção transversal original (M^2)
5. Figura : Corpo de Prova com deformação
Convencional.
 Corresponde à tensão que provoca a ruptura do material

8. 8
3. Ensaios de Tração cont.
Deformação convencional
 𝑐 =
l − l0
l0
 Onde:  𝑐= deformação
l0 = Comprimento inicial de referencia (carga zero).
l = Comprimento de referencia para cada Carga P aplicada.
Deformação Elástica
s = 𝐸. 𝜀
 É reversível
 Desaparece quando a tensão é removida
 É proporcional à tensão aplicada (obedece a lei de Hooke)
7. Figura :(Curva tensão-deformação )
6. Figura : Corpo de Prova com
deformação Convencional.

9. 9
3. Ensaios de Tração cont.
Deformação Plástica
 É provocada por tensões que ultrapassam o limite de
elasticidade
 É irreversível porque é resultado do deslocamento
permanente dos átomos e, portanto não desaparece
quando a tensão é removida
8. Figura :(Curva tensão-deformação )
9. Figura :(Esboço da microestrutura)
2) Hipótese: deslizamento de planos até a ruptura
1) Hipótese: Ruptura ao mesmo tempo de todas as ligações

10. 10
3. Ensaios de Tração cont.
 Tensão máxima
 Escoamento
 Ruptura
 Deformação elástica
 Deformação plástica
 Ductilidade
 Tenacidade
 Resiliência
Escoamento
 Definição:
• s no qual a deformação Plast. tem o seu início.
• Limite de Resistencia .
10. Figura :(Curva tensão-deformação )

11. 11
Ductilidade
 Corresponde ao alongamento total do material devido à
deformação plástica
 𝑙 𝑓: comprimento final após a ruptura
 Como a deformação final é localizada, o valor da elongação
só tem significado seindicado o comprimento de medida
3. Ensaios de Tração cont.
11. Figura :(Curva tensão-deformação )
%Al =
𝑙 𝑓 − 𝑙 𝑜
𝑙 𝑜
x100

12. 12
3. Ensaios de Tração cont.
12. Figura :(Curva tensão-deformação )
 Corresponde à capacidade do material em absorver energia
quando este é deformado elasticamente
 A propriedade associada é dada pelo módulo de resiliência
(Ur)
 Materiais resilientes são aqueles que têm alto limite de
elasticidade e baixo módulo de elasticidade (como os
materiais utilizados para molas).
𝑈𝑟 =
0
𝐸 𝑝
s. 𝑑 𝑒
Resiliência

13. 13
3. Ensaios de Tração cont.
 Corresponde à capacidade do material de absorver
energia até sua ruptura
Tenacidade
13. Figura :(Curva tensão-deformação )
𝑈𝑡 =
s 𝑒 + s 𝑢
2
𝜀𝑓

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4. Conclusão.
 Trata-se de ensaio amplamente utilizado na indústrias de componentes mecânicos ,devido à vantagem de fornecer
dados quantitativos das características mecânicas dos matérias.
 Entre as principais destacam-se: Limite de resistência à tração, limite de escoamento, modulo de elasticidade modulo de
resiliência ,modulo de tenacidade, ductilidade.
 O Ensaio de tração é bastante utilizado como teste para controle das especificações da entrada de matéria prima.

15. 15
 SOUZA, Sergio Augusto de. Ensaios Mecânicos
de Materiais Metálicos. Edgard Blucher. 2000.
 GARCIA, Amauri. SPIM, Jaime Álvares.
SANTOS, Carlos Alexandre dos. Ensaios dos
Materiais. LTC. 2000.
• CALLISTER, William D.. Ciência e Engenharia de
Materiais: Uma Introdução. LTC. 2012
4. BIBLIOGRAFIA BÁSICA.

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5. Nomenclatura
l − l0
l0
=
𝑙 𝑓 − 𝑙 𝑜
𝑙 𝑜
= Comprimento
𝑈 𝑇 = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑒𝑛𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
s 𝑒 = Limite de Escoamento
s 𝑢 = 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑇𝑟𝑎çã𝑜
𝜀𝑓 = 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑈𝑟 = Modulo de Resilência
s=Tensão
𝑃 = Carga aplicada
𝑆0 = 𝐴𝑟𝑒á 𝑑𝑎 𝑆𝑒çã𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝐸 = 𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝐸𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
 𝑐 = Deformação convencional
𝜀 = Deformação
%Al=Alongamento