PROPRIEDADES MECÂNICAS Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais Parte I.

PROPRIEDADES MECÂNICASPrincípios da Ciência e Tecnologia dos MateriaisParte I

Prof. Eng. Marcelo Silva, M. Sc.

PROPRIEDADES MECÂNICAS

Elasticidade

Ductilidade

Fluência

Dureza

Tenacidade


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?


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


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.


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.


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.


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?


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.


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.


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.


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?


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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