Relatório Tração - Tacito - Hiago, Raul, Kharen e Cícero

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 UNIVERSIDADE MAURÍCIO DE NASSAU
 
 
 Engenharia mecânica
 
 cicero fernandes gomes leite - 01279622
 kharen mel costa santos - 01255266
 hiago fILIPE eLOI OLIVEIRA DA SILVA - 01254753
 Raul paiva de sousa junior - 01256514
ensaio de tORÇÃO
 
PETROLINA – PE 
2021
 cicero fernandes gomes leite - 01279622
 kharen mel costa santos - 0155266
 hiago fILIPE eLOI OLIVEIRA DA SILVA - 01254753
 Raul paiva DE SOUSA JUNIOR - 01256514
ensaio de tORÇÃO
Projeto de pesquisa apresentado a Universidade Maurício de Nassau, UNINASSAU - PE, com os requisitos obrigatórios para composição da nota na disciplina Ensaios Mecânicos, do curso de Engenharia Mecânica.
Orientador: Tacito Iago Dourado dos Santos.
Petrolina – pe
2021
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	4
MATERIAIS E PROCESSO EXPERIMENTAL	5
CÁLCULOS E RESULTADOS	6
CONCLUSÃO	13
REFERÊNCIAS..................................................................................................... 14 
1. INTRODUÇÃO
 A torção é diferente da tração, visto na pratica anterior, pois na tração o esforço é aplicado no sentido longitudinal ou transversal, e na torção o esforço é aplicado no sentido de rotação. Tal ensaio, consiste na aplicação de carga rotativa em um corpo de prova geralmente de geometria cilíndrica. 
 O ensaio de torção é considerado de execução simples, mas para obter as propriedades do material ensaiado é preciso a realização de cálculos matemáticos complexos. Como na torção uma parte do material está sendo tracionada e outra parte comprimida, em casos de rotina podemos usar os dados do ensaio de tração para prever como o material ensaiado se comportará quando sujeito a torção.
	Figura 01 – Gráfico do ensaio de torção 
2. MATERIAIS E PROCESSO EXPERIMENTAL
2.1. Materiais
· Maquina universal de ensaio; 
· Paquímetro;
· Corpo de prova de ferro – 78,3mm de comprimento útil e 5,9mm de diâmetro útil.
2.2. Processo Experimental
 O procedimento consisti inicialmente em medir o diâmetro e o comprimento do corpo de prova de ferro com o paquímetro (Figura 01). Posteriormente, o corpo de prova é fixado a máquina universal de ensaio, o qual irá ser realizado a aplicação de carga sobre o corpo e a medição da mesma. Para a realização do experimento, uma pessoa se posiciona de forma que consiga manusear o volante de baquelite com movimentos contínuos (Figura 02).
 
Figura 02- Corpo de prova de ferro. Figura 03- Volante de baquelite.	
 Com isso, as anotações do resultado do ensaio é obtido pelo computador, referente ao momento aplicado sobre o corpo e o ângulo de torção sofrido pelo mesmo para que depois sejam realizados os cálculos necessários para o confeccionamento do gráfico Tensão x Deformação, fornecendo resultados importantes como a tensão máxima suportada pelo corpo e a sua tensão de ruptura. 
3. CÁLCULOS E RESULTADOS 
Para que o gráfico de tração (Tensão x Deformação) fosse criado da maneira correta, se faz necessário alguns cálculos referentes aos valores obtidos da carga aplicada (força) e alongamento do corpo de prova.
O primeiro cálculo utilizado foi para a obtenção do valor da tensão em cada ponto de leitura, que é feito através da seguinte forma: 
Uma vez que, 
É importante ressaltar que, a carga (força) fornecida pela máquina é dada em Kgf, sendo assim é necessário que se faça a multiplicação do valor de cada carga por 9,81 para que a mesma seja convertida para Newtons (N). Além disso, é importante que o valor do diâmetro útil do corpo de prova, dado em cm, seja convertido para mm, para que seja feita uma aplicação mais eficiente da fórmula, ou seja: 
0,54cm = 5,4mm
O próximo cálculo a ser realizado é o de deformação, ao qual o mesmo é feito da seguinte maneira: 
Primeira deformação: 
Sendo que, L1 será o somatório entre o comprimento inicial do corpo de prova (29mm) e o primeiro alongamento fornecido pelo relógio comparador. L0 será o comprimento inicial do corpo.
Uma importante observação é que, o alongamento das demais deformações é feito a partir da subtração entre o alongamento atual e o anterior. Ou seja, irá existir uma variação entre a primeira leitura e a segunda leitura, essa variação que deverá ser usada para a composição do valor de L2. Ou seja:
L2 = L1 + Variação
Sendo assim, 
E assim por diante.
Segue abaixo a tabela referente aos valores da carga aplicada (força) e alongamento do corpo.
	Carga (kgf)
	Carga (N)
	Alongamento (mm)
	0
	0
	0
	108,10
	1060,46
	0,21
	250,80
	2460,35
	0,44
	426,50
	4183,97
	0,69
	594,00
	5827,14
	0,95
	700,30
	6869,94
	1,2
	710,00
	6965,10
	1,92
	750,00
	7357,50
	2,05
	760,00
	7455,60
	2,45
	771,00
	7563,51
	2,71
	657,00
	6445,17
	3,49
	630,00
	6180,30
	3,84
	560,00
	5493,60
	4,25
	484,00
	4748,04
	4,67
	390,00
	3825,90
	4,95
Tabela 1: Valores.
Após a realização de todos os cálculos demonstrados acima, uma vez que, o mesmo foi realizado para cada ponto de força e alongamento do corpo, obteve-se a seguinte tabela representando os valores da tensão e deformação do corpo:
	mm/mm) 
	 (MPa)
	
	 0
	0,01
	46,30
	0,02
	107,43
	0,02
	182,69
	0,03
	254,44
	0,04
	299,97
	0,07
	304,12
	0,07
	321,26
	0,08
	325,54
	0,09
	330,25
	0,12
	281,42
	0,13
	269,86
	0,15
	239,87
	0,16
	207,32
	0,17
	167,05
Tabela 2: Valores tensão e deformação.
Posteriormente, após a obtenção de tais valores, foi-se possível a criação do gráfico Tensão x deformação, assim como a determinação da tensão máxima do corpo e a tensão de ruptura.
Gráfico 1: Tensão x Deformação do corpo de prova.
Gráfico 2: Tensão máxima suportada pelo corpo 
representada pelo círculo vermelho.
Gráfico 3: Tensão de ruptura do corpo de prova 
Representada pelo círculo vermelho.
Desta forma, após a análise dos dados e gráficos, chega-se a um discursão de que o material do corpo de prova apresentado (alumínio), possui uma excelente ductilidade.
4. CONCLUSÃO
 O ensaio de torção se mostrou de extrema importância para verificar o comportamento frágil ou dúctil do material ensaiado e eventuais falhas em sua composição. Com tudo, foi visto também que conhecer as propriedades mecânicas do material é fundamental para direcionar suas corretas aplicações.
 Portanto, é essencial o engenheiro saber quanta tensão o material resiste, e se a carga submetida em certo ponto do seu projeto é adequada. Diante das propriedades obtidas pelos resultados do ensaio de tração é possível ter conhecimento desse e de outros casos que irão garantir a segurança e a excelência para o projeto.
REFERÊNCIAS
http://docente.ifsc.edu.br/claudio.schaeffer/material/2_Mecatr%C3%B4nica/Materiais_2_Meca_3/Ensaio%20de%20Materiais_(Apostila_Principal)/ensa10.pdf
Gráfico Tensão x Deformação 
s (MPa)	0	7.2413793103448271E-3	1.5172413793103448E-2	2.379310344827586E-2	3.2758620689655168E-2	4.1379310344827586E-2	6.620689655172414E-2	7.0689655172413782E-2	8.4482758620689657E-2	9.3448275862068969E-2	0.1203448275862069	0.13241379310344828	0.14655172413793102	0.1610344827586207	0.1706896551724138	0	46.303871085370204	107.42840766152497	182.68826103524879	254.43570235624333	299.96855616174611	304.12348261436495	321.25719994475168	325.54062927734839	330.25240154320471	281.42130715160243	269.85604795359137	239.87204262541459	207.31797969767973	167.05374397127088	Deformação (mm/mm)
Tensão (MPa)
Tensão Máxima 
s (MPa)	
0	7.2413793103448271E-3	1.5172413793103448E-2	2.379310344827586E-2	3.275862068965	5168E-2	4.1379310344827586E-2	6.620689655172414E-2	7.0689655172413782E-2	8.4482758620689657E-2	9.3448275862068969E-2	0.1203448275862069	0	46.303871085370204	107.42840766152497	182.68826103524879	254.43570235624333299.96855616174611	304.12348261436495	321.25719994475168	325.54062927734839	330.25240154320471	281.42130715160243	Deformação (mm/mm)
Tensão (MPa)
Tensão de Ruptura
s (MPa)	
0	7.2413793103448271E-3	1.5172413793103448E-2	2.379310344827586E-2	3.2758620689655168E-2	4.1379310344827586E-2	6.620689655172414E-2	7.0689655172413782E-2	8.4482758620689657E-2	9.3448275862068969E-2	0.1203448275862069	0.13241379310344828	0.14655172413793102	0.1610344827586207	0.1706896551724138	0	46.303871085370204	107.42840766152497	182.68826103524879	254.43570235624333	299.96855616174611	304.12348261436495	321.25719994475168	325.54062927734839	330.25240154320471	281.42130715160243	269.85604795359137	239.87204262541459	207.31797969767973	167.05374397127088	Deformação (mm/mm)
Tensão (MPa)