PROPRIEDADES MECÂNICAS II

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Giovanna Brás Valverde
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1 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA PROGRAMA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS PROPRIEDADES MECÂNICAS II Propriedades dos Materiais Ten Cel Sousa Lima, D. C. SUMÁRIO Ensaio de tração Propriedades elásticas Propriedades de tração Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

2 ENSAIO DE TRAÇÃO Medição de tensão e de deformação Ensaio de uma barra de Al de 12,5 mm de diâmetro Força (kn) (MPa) Extensômetro (mm) Regime plástico ,00 0,0000 5,0 40,7 50,03 0,0006 u 10,0 81,5 50,06 0, ,0 122,2 50,09 0,0018 e Escoamento 20,0 163,0 50,12 0, ,0 203,7 50,15 0, ,0 244,5 50,18 0,0036 Regime elástico 35,6 290,1 52,00 0, ,6 290,1 53,00 0, ,8 275,4 55,20 0,1040 Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Regime plástico u e Escoamento Regime elástico Esboço típico da curva tensãodeformação de engenharia Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

3 - Módulo de Elasticidade (E) Ou módulo de Young, indica a rigidez do material e é determinado pela região linear do gráfico pela Lei de Hooke: E = (GPa) Quanto maior o módulo, menor a deformação resultante da aplicação de uma carga E S > E A < S A Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 - Relação entre E e a força de ligação atômica df Eα dr r 0 df dr r 0 df dr r 0 r Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

4 - Relação entre E e a temperatura de fusão de alguns materiais Material Temperatura de fusão ( o C) E (GPa) Polietileno 115 0,17-0,28 Pb Al Au Ni Al 2 O Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 - Outros procedimentos a para determinação de E Existem alguns materiais, tais como ferro fundido cinzento, concreto e muitos polímeros, para os quais a porção elástica inicial não é linear ou é pequena - Módulo tangencial na origem ou em um ponto B especificado E2 = tanθ 2 - Módulo secante entre a origem e um ponto A especificado A B θ 2 E1 = tanθ 1 θ 1 Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

5 - Coeficiente de Poisson Mede a rigidez do material na direção perpendicular à direção da tração aplicada Como resultado, existirão constrições laterais, perpendiculares à tensão aplicada Definido como a razão entre as deformações lateral e axial; varia entre 0,25 e 0,35 x υ = z y = z z = 2 x = 2 l z l 0 l /2 z l x 0 x /2 Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 - Deformação elástica Linearelastico Não-linear elastico 1. Inicial 2. Carga 3. Descarga separação das ligações retorno d Propriedades dos Materiais - F Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

6 Regime plástico u e Escoamento Regime elástico Esboço típico da curva tensãodeformação de engenharia Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Transição heterogênea e localizada entre a deformação elástica e a plástica Alguns metais exibem um escoamento nítido, caracterizado por um limite superior e inferior e por um aumento relativamente grande da deformação com pequena variação da tensão Limite superior Limite inferior Este comportamento pode ser observado em aços doces e outros metais e ligas, tais como Mo, Ti, Nb, Ta e ligas de Al Alongamento do escoamento Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

No limite de escoamento superior uma faixa aparece como um filete e a carga cai até o limite inferior; estas bandas são visíveis em amostras polidas e são chamadas de banda de Lüders A banda se

7 No limite de escoamento superior uma faixa aparece como um filete e a carga cai até o limite inferior; estas bandas são visíveis em amostras polidas e são chamadas de banda de Lüders A banda se propaga e ocorre uma oscilação de carga a cada nova banda que se forma O escoamento termina após as bandas cobrirem todo o CP Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Outros metais e ligas não exibem escoamento ou ele não é nítido e com isto é necessário estabelecer um limite convencional n, mais conveniente, pela rapidez e praticidade de sua determinação Dos métodos existentes para a determinação do limite n, o Método do desvio é o mais empregado Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

8 Outros metais e ligas não exibem escoamento ou ele não é nítido e com isto é necessário estabelecer um limite convencional n, pela rapidez e praticidade de sua determinação Existem dois métodos para a determinação do limite n: - Método do desvio - Método da deformação total Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 - Método do desvio Medir uma deformação n a partir da origem 0,2% metais e ligas em geral 0,1% ligas metálicas duras Construir uma linha paralela à região elástica da curva, do ponto medido até a curva e Definir o limite de escoamento ( e ) na interseção de uma reta paralela com a curva n Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

- Método da deformação total Medir uma deformação n = 0,5% a partir da origem Construir uma linha perpendicular, do ponto medido até a curva e Definir o limite de escoamento ( e ) na interseção de

9 - Método da deformação total Medir uma deformação n = 0,5% a partir da origem Construir uma linha perpendicular, do ponto medido até a curva e Definir o limite de escoamento ( e ) na interseção de uma reta paralela com a curva Usado para o Cu e suas ligas n = 0,5% Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Módulo de resiliência Resiliência é a capacidade de um material absorver energia quando deformado elasticamente e liberá-la quando descarregado A medida desta propriedade é dada pelo módulo de resiliência, definida pela energia de deformação por unidade de volume - U r (N.m/m 3 ) e U U r r e = e d = Ed = E e = 2E 2 e Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

10 Estudo principal REFERÊNCIAS - Livro texto Capítulo 6 Propriedades mecânicas dos metais Itens 6.3 a 6.6 Estudo complementar - Livro texto Itens restantes do Capítulo 6 - A. Garcia, J.A. Spim & C.A. dos Santos, Ensaios dos Materiais, LTC Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro, RJ, S.A. de Souza, Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos, Ed. Edgard Blucher Ltda, São Paulo, SP, 1982 Propriedades dos Materiais - Ten Cel Sousa Lima de 19 Ten Cel Sousa Lima de 10

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