Uma empresa de produção de peças para encanamento em geral enviou um tubo metálico para análise por ensaio de tração. Considerando que você é o engenheiro responsável pela análise dos dados obtidos no ensaio, calcule:
O limite de ruptura; (R.
)
O limite de ruptura; (R.
Carga (Kgf) | Alongamento (mm) |
---|---|
0 | 0 |
136,2 | 0,189 |
272,4 | 0,379 |
408,6 | 0,603 |
544,8 | 0,813 |
681,0 | 1,168 |
753,6 | 1,778 |
726,4 | 2,388 |
644,7 | 3,048 |
Dados: diâmetro (do) = 10,16 mm e comprimento (lo) = 50,8 mm
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A empresa enviou um tubo metálico para um ensaio de tração e precisamos calcular o limite de ruptura, que é a tensão máxima que o material pode suportar antes de quebrar. Para isso, vamos usar os dados fornecidos sobre a carga aplicada, o alongamento, o diâmetro do tubo e o comprimento original. Vamos precisar entender um pouco sobre como calcular a tensão (
) e a deformação (
) em materiais submetidos a esforços.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a área da seção transversal do tubo metálico. Como o tubo é circular, a área
é dada pela fórmula:
Onde:
-
é o diâmetro do tubo.
Vamos calcular:
Passo 3
Agora, vamos identificar a carga máxima aplicada antes da ruptura. Observando a tabela, a carga máxima é
com um alongamento de
. Essa carga é usada para determinar a tensão de ruptura.
Mas primeiro, precisamos converter a carga de kgf para Newtons (N), já que a tensão é geralmente expressa em MPa (MegaPascal). Sabemos que
.
Passo 4
Com a carga em Newtons e a área calculada, podemos agora calcular a tensão (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 5
No enunciado, foi mencionado que o limite de ruptura (
) é
. Nosso cálculo resultou em
, o que indica que a tensão alcançada no ensaio excedeu o limite de ruptura do material. Isso significa que o material não suportou a carga aplicada e, por isso, ocorreu a ruptura.
Resposta
O limite de ruptura calculado é de aproximadamente
, o que excede o valor fornecido de
, indicando que o material rompeu sob a carga aplicada.