PROPRIEDADES MECÂNICAS

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João Pedro Caires Mascarenhas
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Elementos de Máquinas Elementos de Fixação Revisão sobre esforços mecânicos Prof. Geraldo Sales dos Reis Curso Técnico em Mecânica Módulo VI PROPRIEDADES MECÂNICAS POR QUÊ ESTUDAR?

1 Elementos de Máquinas Elementos de Fixação Revisão sobre esforços mecânicos Prof. Geraldo Sales dos Reis Curso Técnico em Mecânica Módulo VI PROPRIEDADES MECÂNICAS POR QUÊ ESTUDAR? A determinação e/ou conhecimento das propriedades mecânicas é muito importante para a escolha do material para uma determinada aplicação, bem como para o projeto e fabricação do componente. As propriedades mecânicas definem o comportamento do material quando sujeitos à esforços mecânicos, pois estas estão relacionadas à capacidade do material de resistir ou transmitir estes esforços aplicados sem romper e sem se deformar de forma incontrolável. 2 1

2 Principais propriedades mecânicas Resistência à tração Elasticidade Ductilidade Fluência Fadiga Dureza Tenacidade,... Cada uma dessas propriedades está associada à habilidade do material de resistir às forças mecânicas e/ou de transmiti-las 3 TIPOS DE TENSÕES QUE UMA ELEMENTO MECÂNICO OU UMA ESTRUTURA ESTÃO SUJEITOS Tração Compressão Cisalhamento Flexão Torção flexão 4 2

3 Como determinar as propriedades mecânicas? A determinação das propriedades mecânicas é feita através de ensaios mecânicos. Utiliza-se normalmente corpos de prova (amostra representativa do material) para o ensaio mecânico, já que por razões técnicas e econômicas não é praticável realizar o ensaio na própria peça, que seria o ideal. Geralmente, usa-se normas técnicas para o procedimento das medidas e confecção do corpo de prova para garantir que os resultados sejam comparáveis. 5 NORMAS TÉCNICAS As normas técnicas mais comuns são elaboradas pelas: ASTM (American Society for Testing and Materials) ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) 6 3

4 TESTES MAIS COMUNS PARA SE DETERMINAR AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS Resistência à tração (+ comum, determina a elongação) Resistência à compressão Resistência à torção Resistência ao choque Resistência ao desgaste Resistência à fadiga Dureza Etc... 7 A análise correta das tensões que atuam nas peças é de extrema importância. Em muitos casos, alguns esforços são desprezados diante de outros muito mais importantes, em outras situações a identificação e a análise exigirá um tempo muito grande, que normalmente se acaba considerando os esforços principais e atribuindo-se Fatores de Correção, para compensar os que foram abandonados. Há situações em que há muita complexidade, que torna a análise quase como imprecisa, sendo que neste caso tendo o projetista que usar o bom senso. Resumindo, temos situações em que será possível calcular, teremos outras em Poderemos usar a prática, e a outras que teremos de usar o bom senso. 4

5 Modelamento Matemático para a determinação dos principais esforços Tensões mais atuantes As tensões que se seguem são as que mais comumente solicitam uma peça, admitindo-se sempre o regime elástico. Tração 5

6 Compressão Cisalhamento 6

7 Cisalhamento Flexão 7

8 Flexão Flexão Reação 8

9 Torção Torção 9

Valores Tabelados dos Perfis Módulo de Rigidez Flexão Torção Π x d 3 --------- 32 Π x d 2 --------- 16 b x h 2 --------- 6 0,625 x R 3 0,208 b x h 2 0,917 x R 3 Observação: R: Lado do hexágono h=

permanente, terá que ser considerada nos cálculos uma tensão menor do que a de escoamento, e aquém do limite maximo de elasticidade.

10 Valores Tabelados dos Perfis Módulo de Rigidez Flexão Torção Π x d Π x d b x h ,625 x R 3 0,208 b x h 2 0,917 x R 3 Observação: R: Lado do hexágono h= 0,886xR Barras Sextavadas h 2h Tensão Admissível: Na resistência dos materiais, onde as peças a serem calculadas, deverão suportar as cargas com segurança, isto é, sem provocar a deformação permanente, terá que ser considerada nos cálculos uma tensão menor do que a de escoamento, e aquém do limite maximo de elasticidade. A esta tensão que oferece à peça uma condição de trabalho sem perigo, chamamos de TENSÃO ADMISSÍVEL. Todavia deve-se ter em mente que as pecas mecânicas podem trabalhar em condições diversas, ou melhor, umas sujeitas a cargas estáticas, enquanto outras, submetidas as cargas intermitentes, alternadas ou mesmo a choque. Dessa forma, ao se calcular uma peça, faz-se necessário conhecer a condição de trabalho da mesma, a fim de poder estabelecer uma tensão admissível compatível com o tipo de carga a suportar. 10

11 Conceito de Tensão Admissível Tensão Admissível Chamamos de Tensão Admissível, a tensão utilizada no dimensionamento de um elemento de máquina, que é obtida:... Dividindo-se a tensão considerada perigosa por um fator denominado Fator de segurança... F= F1xF2xF3xF4... Sendo: F= Fator de Segurança total; F1, F2, F3, F4... = Fatores de Segurança parciais. 11

12 O mais importate é que para dimensionarmos um determinado elemento de máquinas, ele jamais pode estar submetido a uma tensão maior do que a tensão admissível, atua adm 12

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