PROPRIEDADES MECÂNICASPrincípios da Ciência e Tecnologia dos MateriaisParte I

Prof. Eng. Marcelo Silva, M. Sc.

PROPRIEDADES MECÂNICAS

Elasticidade

Ductilidade

Fluência

Dureza

Tenacidade

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EXEMPLO 01: TENSÃO▪ Qual a peça solicitada de maior tensão: (a) uma barra de alumínio, de

seção de 0.97 mm x 1,21 mm solicitada por uma carga de 16,75 kgf ou (b) uma barra de aço de seção circular de diâmetro 0,505 mm sob uma carga de 10.8 kgf?

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DEFORMAÇÃO

Como efeito da tensão, tem-se a

deformação.

• O número de centímetros de deformação por centímetro de comprimento; ou

• O comprimento deformado como uma porcentagem do comprimento original.

Avaliação

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EXEMPLO 02: DEFORMAÇÃO▪ Em uma haste de cobre são marcados dois traços que distam entre si de

50 mm. A haste é tensionada de forma que a distância entre os traços passa a ser de 56,7 mm. Calcular a deformação.

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TIPO DE DEFORMAÇÃO

Elástica• Reversível: desaparece quando a tensão é removida.• A deformação elástica é praticamente proporcional à

tensão aplicada.

Plástica• Irreversível: Não desaparece quando a tensão é

removida.• A deformação elástica não é proporcional à tensão

aplicada.

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O MÓDULO DE ELASTICIDADE (MÓDULO DE YOUNG)

É a razão entre a tensão aplicada e a deformação elástica resultante.

Relacionado com a rigidez do material, ou seja, depende da composição do material.

O modulo de elasticidade resultante de tração ou compressão é expresso em psi ou em kgf/mm2 ou N/m2.

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EXEMPLO 03: MÓDULO DE ELASTICIDADE▪ Se o módulo médio de elasticidade de um aço é 21.000 kgf/mm2,

quanto se alongará um fio de 0,25 cm de diâmetro e de 3 m de comprimento, quando solicitado por uma carga de 500 kgf?

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DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

É a deformação permanente provocada por tensões que ultrapassam o

limite de elasticidade.

A deformação plástica é o resultado de um

deslocamento permanente dos átomos que

constituem o material.

Enquanto, na deformação elástica, os átomos

mantem suas posições relativas; na deformação

plástica, não.

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DUCTILIDADE

O seu valor pode ser expresso como alongamento e nas mesmas unidades de deformação.

É a deformação plástica total até o ponto de ruptura.

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ESTRICÇÃO

É a redução na área de seção reta do corpo, imediatamente antes

da ruptura.

Os materiais altamente dúcteis sofrem grande

redução na área de seção reta antes da

ruptura.

Este índice é sempre expresso em

porcentagem.

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EXERCÍCIOS

1

• Uma barra, com diâmetro igual a 1,25 cm, suporta uma carga de 6500 kgf. • Qual é a tensão da barra?• Se o material da barra possui um módulo de elasticidade de 21.000 kgf/mm2, qual é a

deformação que a barra sofre ao ser solicitada pela carga de 6500?

2• A barra do exercício anterior suporta uma carga máxima de 11.800 kgf, sem deformação

permanente. Qual o seu limite de deformação elástica?

3

• A barra do exercício anterior rompe com carga de 11.400 kgf. O seu diâmetro final é de 0,80 cm.• Qual a tensão verdadeira de ruptura? • Qual a deformação verdadeira na fratura?

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BIBLIOGRAFIA

CALLISTER, Jr. William, Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais – 2ªEd, Ed. Editora LTC, 2006.

SHACKELFORD, James. Ciências dos Materiais, Editora Pearson, 2008, 6ªEdição

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