Materiais Metalicos

Público QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U4CLASSIFICAÇÃO E PROPRIEDADE DOS MATERIAIS Aula A1MATERIAIS METÁLICOS OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Analisar os dados de um ensaio de tração para obter as principais propriedades mecânicas desse material INFRAESTRUTURA Instalações Materiais de consumo Equipamentos LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA Equipamentos Computador com acesso à internet 1 unid 1 aluno SOLUÇÃO DIGITAL MDSolids software educativo para estudo das propriedades e características de materiais e estruturas sob carregamento É constituído por um conjunto de módulos que compreendem os seguintes temas comportamento de pilares e vigas flexão torção esforço axial estruturas estaticamente indeterminadas treliças propriedades de secções e círculo de Mohr Link httpsstaticarchivesgitpagesmstedumdsolids EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL EPI Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPIs PROCEDIMENTOS PRÁTICOS ProcedimentoAtividade nº 1 Virtual CONSTRUÇÃO DE UM DIAGRAMATENSÃODEFORMAÇÃO PARA ANÁLISE DO MATERIAL Atividade proposta Caracterização de um material através de suas principais propriedades mecânicas pela análise de um diagrama tensãodeformação 3 Público Procedimentos para a realização da atividade Em seu AVA você irá encontrar o link que dará acesso ao software MDSolids A partir do acesso ao software segue o procedimento a ser realizado para o desenvolvimento da atividade Ao acessa o link uma tela inicial do software abrirá semelhante à tela a seguir O software está em língua inglesa e não há como realizar a tradução para o português Contudo por ser bem didático e intuitivo o fato de estar em outro idioma não dificultará sua utilização e execução da atividade proposta E ainda para se familiarizar com o software navegue por ele explore cada módulo recursos disponíveis e como ele poderá ser utilizado para aplicações futuras na área de materiais auxiliando na compreensão de conteúdo Para dar início à atividade prática abra o primeiro módulo Problem Library clicando sobre ele 4 Público Feito isso aparecerá uma tela inicial em que algumas informações devem ser escolhidas Para execução da atividade escolha as seguintes informações Material Properties e Stress strain curves 5 Público Ao selecionar essa opção aperte o botão Go ao final da página Feito isso abrirá uma nova tela para colocar as informações de força e deformação alongamento obtidas em um ensaio de tração As duas colunas em amarelo force e deformation são editáveis para colocar os valores obtidos em um ensaio destrutivo de tração Para isso utilize os dados a seguir Força N DeformaçãoAlongamento mm 0 00000 200 00125 400 00250 600 00375 800 00503 6 Público 1000 00631 1200 00759 1400 00887 1600 01015 1800 01143 2000 01271 2200 01671 2400 02071 2600 02571 2600 03071 2800 04371 3000 05171 3500 06071 4000 07595 4500 09571 5000 11571 5300 14571 5000 18571 4800 22571 4500 26571 Modifique as unidades das grandezas força force e comprimento length Utilize Newton N e milímetro mm respectivamente Já para pressão stress e deformação strain utilize mega Pascal MPa e milímetro por milímetro mmmm respectivamente Para análise do material considere um comprimento efetivo gage length do corpo de prova de 03m 300mm com área de 707 mm2 Utilize a unidade de área para milímetros quadrados mm2 Coloque esses dados na tela do software Como temos 25 dados de força e deformação alongamento ajuste a tabela para 25 linhas utilizando as setas 7 Público Agora coloque as informações na tabela e aperte o botão Plot para o programa construir o gráfico Observe que os dados de tensão e deformação são calculados pelo próprio programa e o gráfico é gerado Esse é o diagrama tensãodeformação para o material que está em análise Avaliando os resultados Com os dados obtidos no experimento responda 1 O material que está em análise é dúctil ou frágil Por quê 2 Qual os valores para tensão máxima e tensão de ruptura encontrados 3 Com os dados fornecidos pelo diagrama é possível calcular o módulo de elasticidade Qual seu valor Checklist Acessar seu AVA Clicar no link do software Utilizar o módulo Problem Library Ir para o tópico de propriedade dos materiais Modificar as unidades de medida das grandezas Construir a tabela com os dados fornecidos Plotar o diagrama e analisar os dados Avaliar os Resultados 8 Público RESULTADOS Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática será possível compreender como construir um diagrama tensãodeformação e poder analisar para obter as principais propriedades mecânicas do material avaliado ESTUDANTE VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática Ao final dessa aula prática você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Descrição em abnt das referências utilizadas NOME DA FACULDADE NOME DO ALUNO QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS CONSTRUÇÃO DE UM DIAGRAMATENSÃODEFORMAÇÃO PARA ANÁLISE DO MATERIAL CIDADE 2025 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO2 2 OBJETIVOS3 21 OBJETIVO GERAL3 22 OBJETIVOS ESPECÍFICOS3 3 AVALIANDO OS RESULTADOS4 4 CONCLUSÃO7 2 1 INTRODUÇÃO Durante o experimento realizado foi estudado o comportamento mecânico de um material submetido a um ensaio de tração com o objetivo de observar suas propriedades como tensão máxima tensão de ruptura e módulo de elasticidade A partir dos dados de força e alongamento foi possível construir o gráfico tensão versus deformação e analisar se o material apresenta comportamento dúctil ou frágil Esse tipo de ensaio é fundamental para compreender como os materiais reagem quando são solicitados por esforços mecânicos auxiliando na sua classificação e na determinação de suas possíveis aplicações industriais 3 2 OBJETIVOS 21 OBJETIVO GERAL Analisar o comportamento mecânico de um material por meio do ensaio de tração identificando suas principais propriedades como tensão máxima tensão de ruptura módulo de elasticidade e tipo de comportamento dúctil ou frágil 22 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Calcular a tensão máxima e a tensão de ruptura a partir dos dados experimentais obtidos Determinar o módulo de elasticidade do material utilizando o trecho linear do gráfico tensão deformação Observar o comportamento do material durante o ensaio e classificálo como dúctil ou frágil Compreender a relação entre força aplicada alongamento e resistência mecânica do material 4 3 AVALIANDO OS RESULTADOS Figura 1 Tela inicial do programa MDSolids software educativo Figura 2 Diagrama tensãodeformação para o material que está em análise 5 1 O material que está em análise é dúctil ou frágil Por quê De acordo com os dados obtidos no experimento o material se mostrou frágil Isso ficou claro porque ele apresentou uma deformação bem pequena antes de se romper com um alongamento final de mais ou menos 089 Em materiais dúcteis é esperado que ocorra uma deformação plástica maior antes da ruptura o que não aconteceu aqui A fratura ocorreu de forma rápida sem muita deformação o que indica que o material não tem boa capacidade de alongar antes de quebrar 2 Qual os valores para tensão máxima e tensão de ruptura encontrados Para determinar as tensões utilizei a fórmula da tensão de engenharia σ F A Tensão máxima σ5300 7 07 74965 Mpa Tensão de ruptura σ4500 707 63649 Mpa Portanto a tensão máxima obtida foi de 74965 MPa e a tensão de ruptura foi de 63649 MPa Esses valores mostram que o material resistiu bem até atingir o ponto máximo mas depois começou a perder resistência até romper completamente 3 Com os dados fornecidos pelo diagrama é possível calcular o módulo de elasticidade Qual seu valor Sim é possível calcular o módulo de elasticidade E que representa a rigidez do material Para isso usei a lei de Hooke que é válida na parte linear da curva tensão X deformação Eσ ε A deformação ε é calculada pela fórmula ε L L0 Usando um dos primeiros pontos do gráfico por exemplo para F2000 N e L01271mm Temos 6 σ2000 7 0728286Mpa ε01271 300 00004237 E 28286 0000423766768049 MPa665105 MPa665GPa O módulo de elasticidade calculado foi de aproximadamente 66510 MPa ⁵ ou 665 GPa Esse valor é muito maior do que o esperado para metais comuns como o aço que tem cerca de 200 GPa o que indica que pode ter ocorrido alguma diferença nas medições de alongamento ou nas unidades utilizadas Mesmo assim com base nos dados fornecidos esse foi o valor obtido 7 4 CONCLUSÃO Com a realização do experimento de tração deu pra entender melhor como o material se comporta quando é submetido a uma força até o ponto de ruptura Pelos cálculos feitos encontrei uma tensão máxima de mais ou menos 74965 MPa e uma tensão de ruptura de 63649 MPa o que mostra que o material aguenta uma boa carga antes de se romper O módulo de elasticidade ficou em torno de 66510⁵ MPa ou 665 GPa um valor bem alto que pode ter sido influenciado por algum erro nas medições de alongamento ou nas unidades usadas durante o experimento Percebi também que o material praticamente não alongou antes de quebrar o que indica que ele é frágil pois não teve uma deformação plástica significativa No geral o experimento foi importante pra colocar em prática o que foi aprendido em sala sobre tensão deformação e módulo de elasticidade além de mostrar na prática como é possível identificar se um material é mais dúctil ou mais frágil através do seu comportamento durante o ensaio