Lista de Exercícios Resolvidos - Processos de Fabricação Mecânica - Ensaios de Tração e Deformação

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA Campus NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA I Questão I Um corpo de prova de aço SAE 4340 temperado e revenido com 12 mm de diâmetro de região útil e comprimento inicial igual a 50 mm é ensaiado em tração A carga máxima registrada no ensaio foi de 112 t e a carga de ruptura foi de 71 t A curva plotada abaixo se baseou nos dados do ensaio e a região de ruptura possuía um diâmetro de 9 mm Determine a limite de resistência à tração real e convencional b limite de escoamento Questão II Supondo que uma barra de alumínio passe pela seqüência de deformação a frio descrita abaixo calcule a deformação real da liga em cada etapa a deformação real total a cada etapa e a tensão real necessária para realizar cada uma das deformações indicadas sabendo que na primeira etapa de deformação a barra sofre uma redução de área de 14 Dados k 290 MPa e n 0025 1ª etapa Diâmetro final 185 mm 2ª etapa Diâmetro final 134 mm 3ª etapa Diâmetro final 60 mm CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA Campus NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA I Questão III Retirouse um corpo de prova de 20 mm de largura de um fardo de chapas de aço baixo carbono de 30 mm de espessura A carga máxima registrada no ensaio foi de 13 t e a carga de ruptura foi de 10 t Porque a carga de ruptura foi menor do que a carga máxima durante o ensaio Qual o valor do limite de resistência à tração Questão IV Qual dos métodos conformaria uma chapa com menor valor de Questão V Uma barra com comprimento inicial igual a 500 mm e diâmetro inicial igual a 60 mm foi submetida a um ensaio de tração convencional apresentando o seguinte gráfico de relação entre carregamento e alongamento Determine a limite de escoamento b limite de resistência à tração c limite de ruptura d módulo de elasticidade e alongamento f estricção g deformação real no ponto de máxima carga h limite de resistência à tração real i coeficiente de resistência k e de encruamento n CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA Campus NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA I Questão VI Um aço baixo carbono é ensaiado em tração No regime plástico a relação entre tensão real e deformação real deste material é em MPa R 1275R045 Determine o valor do limite de resistência à tração Questão VII Um manual fornece o valor da estricção de um determinado metal como igual a 045 Um fabricante deseja laminar a frio chapas desse metal de uma espessura inicial de 110 mm para uma espessura final de 50mm usando três reduções separadas de 20 mm cada O fabricante pode fazer isso Proponha uma solução em caso de inviabilidade Questão VIII Um corpo de prova ensaiado por tração possui os seguintes dados comprimento inicial de referência 20mm largura do corpo de prova 128 mm e espessura do corpo de prova 25 mm A partir do gráfico tensão x deformação determine a limite de escoamento b limite de resistência à tração c deformação real no ponto de máxima carga d limite de resistência à tração real e coeficiente de resistência k e de encruamento n CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA Campus NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA I Questão IX Um ensaio de tração real em um corpodeprova cilíndrico conduziu aos seguintes resultados diâmetro inicial 13 mm diâmetro no ponto de carga máxima 115 mm diâmetro final na ruptura 96 mm carga máxima 67500 N Determinar a carga no instante da fratura do corpodeprova Questão X Um fabricante deseja utilizar uma chapa de alumínio em uma operação de laminação a frio O ensaio de tração com uma amostra de seção transversal original de 64 x 64 mm determina que na região plástica esse material obedece a relação 210021 e apresenta área final de 194 mm² A chapa precisa apresentar uma espessura final de 10 mm e a operação de laminação impõe a atuação de uma tensão de 170 MPa Determine a espessura inicial da chapa de alumínio antes da laminação Questão XI Um ensaio de tração convencional de um aço carbono forneceu os seguintes resultados limite de proporcionalidade 400 MPa limite de resistência à tração 750 MPa módulo de elasticidade 210 GPa Sabendose que o diâmetro original do corpo de prova é de 12 mm e que no ponto de máxima carga este diâmetro se reduz a 113 mm calcular o módulo de tenacidade real desse material O que o módulo representa como característica qualitativa do material Obs Considerar no cálculo a curva tensãodeformação até o ponto de máxima carga Questão XII Um ensaio de tração real foi realizado num corpodeprova com diâmetro inicial de 5 mm Quando a carga aplicada era de 8000 N o diâmetro era de 48 mm enquanto que para uma carga de 14000 N o diâmetro passou para 394 mm Nenhum desses casos corresponde à carga máxima ou carga de fratura embora ambos estejam no campo plástico do material Determine o limite de resistência à tração convencional e real do material e a carga máxima atingida durante o ensaio CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA Campus NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA I Questão XIII Uma barra de latão de secção quadrada que rompe a uma deformação real de 06 é recozida e então laminada a frio de modo que a redução na espessura é de 35 Se no recebimento desse material não fosse informado que já tivesse passado por uma laminação a frio e se em seguida fosse novamente laminado qual a redução percentual adicional de espessura possível de se obter até a ruptura Questão XIV Uma barra de metal recozido de 6 x 25 x 200 mm no ensaio de tração conduz a uma carga de 80000 N no ponto de máxima carga e a um comprimento instantâneo de 300 mm Um fabricante deseja produzir barras com dimensões iguais à da barra ensaiada e que suportem tensões reais de até 700 MPa sem se romper partindo de uma barra de 25 mm de largura porem com espessuras maiores laminandoas em seguida a frio Qual a máxima espessura possível antes da laminação Questão XV O ensaio de tração de um corpo de prova de 13 mm de diâmetro de um metal recozido resultou nos seguintes dados experimentais Determinar a coeficiente de encruamento b coeficiente de resistência c deformação real na ruptura d estimar a tensão real na ruptura Admita validade dos resultados obtidos pela equação de Hollomon até a ruptura