Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

comumente conduzido para metais à temperatura ambiente. Existem 3 principais meios nos quais
uma carga pode ser aplicada, isto é: tensão, compressão e cizalhamento (Figura 6.1a, b e c). Na
prática de engenharia muitas cargas são de torsão em vez de cizalhamento puro; este tipo de
carregamento é ilustrado na Figura 6.1d.
Figura 6.1 (a) Ilustração esquemática de como uma carga de tensão produz uma elongação e
deformação linear positiva. Linhas pontilhadas representam a forma antes da deformação; linhas
cheias, após a deformação. (b) Ilustração esquemática de como uma carga de compressão produz
contração e uma deformação linear negativa. (c) Reprsentação esquemática da deformação
cizalhante γ, onde γ = tg θ. (d) Representação esquemática da deformação de torsão (isto é, ângulo
de torsão φ) produzido por um torque aplicado T.
Testes de Tração
Um dos testes mecânicos mais comuns de tensão-deformação é realização em tração. Como será
visto, o teste de tração pode ser usado para determinar várias propriedades mecânicas de materiais
que são importante em projeto. Uma amostra é deformada, usualmente até à fratura,com carga de
tração que é aplicada uniaxialmente ao longo do eixo de uma amostra. Uma amostra padrão de
tração é mostrada na Figura 6.2. Normalmente, a seção reta é circular, mas amostras retangulares
são também usadas. Durante o teste, a deformação é confinada a uma estreita região central, que
tem uma seção reta uniforme ao longo do seu comprimento. O diâmetro padrão é aproximadamente
0,5 polegadas (12,8 mm), enquanto que o comprimento da seçãoa reduzida deveria ser pelo menos
4 vezes este diâmetro; 2,25 polegadas (60 mm) é comum. A Base deMedida ou o comprimento de
calibre ("gauge length") é usado em cálculos de dutilidade, como discutido na Seção 6.6; o valor
padrão é 2,0 polegadas (50mm). A amostra é montada por suas extremidades que são colocadas
dentro das garras do aparelho de teste (Figura 6.3). A máquina de teste de tração é projetada para
elongar a amostra numa taxa constante e para medir continuamente e simultaneamente a carga
aplicada instantânea (com uma célula de carga) e as resultantes elongações (usando um
extensômetro). Um teste de tensão-deformação tipicamente toma vários minutos para executar e é
destrutivo; isto é, a amostra de teste é permanentemente deformada e usualmente fraturada.
Figura 6.2 - Uma amostra padrão de tração com seção reta circular.
Figura 6.3 - Representação esquemática do aparelho usado para conduzir testes de tensãodeformação.
A amostra é elongada pelo travessão ("crosshead") em movimento; célula de carga e
extensômetro medem, respectivamente, a magnitude da carga aplicada e a elongação. (Adaptado a
partir de H.W. Hayden, W.G. Moffatt e J.Wulff, The Structure and Properties of Materials
, Vol. III, Mechanical Behavior, p.2, Copyright 1965 por John Wiley & Sons, New York.
Reimpresso por permissão de John Wiley & Sons, Inc.).
O resultado de uma tal teste de tração é recordado numa carta de formulário contínuo como
carga ou força versus elongação. Estas características carga-deformação são dependentes do