Tipos de Esforços: Resistência dos Materiais. Tensão esforço/área. Esforço carga. Esforços complexos: transversal - Tangentes a secção transversal

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Cláudio Valverde Alcaide
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1 Resistência dos Materiais Conceito: É a parte da física que estuda o efeito de esforços na parte interna dos corpos. Esforço carga Tensão esforço/área Tipos de Esforços: - Perpendiculares a secção transversal - Tangentes a secção transversal Força Momento Tensão = Carga / Área PSI ou Pascal TRAÇÃO (perpendicular) COMPRESSÃO (perpendicular) Esforços complexos: CISALHAMENTO

2 Torção = momento binário perpendicular à secção Dobragem = cargas alteram longo eixo Longo eixo Força simples + F Longo eixo Binário -F d Componentes Ortodontia: esforços complexos Componente Tangencial V (y) F N (x) Componente Normal TRAÇÃO TRAÇÃO

3 Gráfico de Tensão x (stress X strain) Gráfico de Tensão x (stress X strain) Tensão (stress) Tração ou compressão Tensão (stress) em Cisalhamento link: planilha slot X fio Binários g.mm (Strain) Tração ou compressão (Strain) em cisalhamento angular Deflexão em graus M A dos Corpos A dos Corpos FORÇA (g) Comportamento elástico: definido pelo gráfico tensão X deformação Tensão = distribuição interna da carga = distorção interna produzida pela carga Carga Máxima Flexibilidade Máxima Força Elástica Proporcional Máxima (Limite elástico) Região de Elasticidade Região de Plasticidade (Formabilidade) 0,1 % Intervalo de Trabalho DEFLEXÃO (mm)

4 A dos Corpos A dos Corpos Corpo Elástico Resiste a deformação Corpo Plástico Cede a deformação Lei de Hooke (proporcionalidade): Ao se dobrar a tensão a deformação tem seu valor duplicado, o gráfico é uma reta. Tensão > rigidez Tensão Limite de proporcionalidade > elasticidade Região de Elasticidade Região de Elasticidade Lei de Hooke (proporcionalidade): Coeficiente angular da reta Tangente (cateto oposto/cateto adjacente) Propriedades d dos Materiais i Elásticos Flexibilidade (Elasticidade) Plasticidade (Formabilidade) Tensão Módulo de Elasticidade (Módulo de Young) Mede a unidade de na unidade de Tensão Módulo de Elasticidade Flexibilidade Região de Elasticidade

5 T CARGA X DEFLEXÃO E DEFLEXÃO mudança conformacional do fio sem alterar suas propriedades estruturais. Temporária. Forças exercidas respeitando os limites do fio. F Def A quantidade d de força aplicada causa uma deformação. Essa força é então acumulada, sendo liberada quando a força que causa a deformação cessa, fazendo o fio voltar à sua forma original. O limite de força que pode ser aplicada sem causar uma Permanente é chamado de LIMITE ELÁSTICO. CARGA X DEFLEXÃO Após este limite o fio não responderá com a mesma dissipação de carga, não retornando à sua forma original. CARGA X DEFLEXÃO Gráfico tensão/deformação,esquematização do regime elástico e regime plástico. Limite it elástico (proporcional) TENSÃO ANTES DO LIMITE ELÁSTICO FASE ELÁSTICA TENSÃO APÓS O LIMITE ELÁSTICO FASE PLÁSTICA

6 MÓDULO DE ELASTICIDADE MÓDULO DE ELASTICIDADE Num fio, é definido pela quantidade de deflexão que ele suporta sem sofrer uma deformação permanente. Comparação do módulo de elasticidade (E) entre algumas ligas metálicas para fios de mesmo diâmetro. Valores expressos por polegada quadrada (psi) e comparada à rigidez do aço inoxidável. Como o aço apresenta maior rigidez, as demais ligas exibem valores fracionados do aço. O módulo de elasticidade pode ser fornecido sendo o valor obtido da razão da tensão pela deformação em qualquer segmento da fase elástica. E = Tensão/ ã E = Tensão/ ã RIGIDEZ Um fio com alto módulo de elasticidade (E) acumula muita força para cada milímetro de ativação, ou seja, será um material com maior rigidez. Quando se deseja executar manobras com o fio, executar uma deflexão mais acentuada, devemos optar por fios com menor rigidez, ou seja, com menor módulo de elasticidade. RESILIÊNCIA Definida como a quantidade de energia (tensão) acumulada por uma liga até o seu limite elástico. Um fio muito resiliente apresenta uma fase elástica longa, portanto pode ser defletido mais, sem que sofra uma dobra permanente. Quanto mais rígido o fio, mais alto será o módulo de elasticidade, e conseqüentemente mais alta será a liberação de força, podendo mais facilmente sofrer uma deformação permanente. Esta energia pode ser calculada pela área gráfica do seu regime elástico no gráfico tensão/deformação.

7 RESILIÊNCIA FORMABILIDADE A formabilidade é a capacidade de liga deformar-se no regime plástico, sem sofrer fratura, permitindo o uso de suas propriedades quando submetido a uma deflexão subsequente (uso clínico). R A resiliência pode ser calculada pela área do regime elástico (R) SUPERESLATICIDADE SUPERESLATICIDADE Também chamada de Pseudoelasticidade. id d É caracterizada pela comportamento atípico da liga em relação ao clássico gráfico de carga/deformação. Supereslaticidade Força constante no platô martensítico O fio superelástico apresenta duas fases estruturais que determinam um regime elástico, um regime plástico, um outro regime elástico e então atinge outro regime plástico. platô martensítico fase austenítica

8 MEMÓRIA DE FORMA SOLDABILIDADE Também chamada de Efeito mola. É a capacidade do fio retornar a sua forma e estrutura original. Quando isto ocorre, o fio dispersa a energia (carga) acumulada. Este conceito confunde-se com a superelasticidade, pois as mudanças drásticas de forma e estrutura que ocorrem nos fios com esta característica, resultam em maiores amplitudes de deformação e subseqüente retorno à forma e estrutura original. Como o próprio nome já diz, a soldabilidade é a capacidade da liga em receber soldas, elétrica ou de prata. O fio de aço, por exemplo, apresenta ótima soldabilidade, tanto para a elétrica como para a prata. Já o Titânio-Molibdênio somente recebe solda elétrica, enquanto o Níquel-Titânio (NiTi) não aceita soldas. ATRITO O atrito, ou resistência à fricção, refere-se a resistência da superfície de um material em movimento sobre uma outra. Na ortodontia corresponde a qualidade de deslize entre o fio ortodôntico e o slot do acessório (bracket ou tubo). O atrito é medido no início (atrito estático) e durante a movimentação (atrito cinético). Obviamente, nas mecânicas de deslize se deseja um baixo nível de atrito. Propriedades d dos Materiais i Elásticos Rigidez id (inverso da flexibilidade) d Habilidade do material para resistir a deformação quando esta sendo submetido a um esforço. 2 0 ordem A rigidez dupla dos fios retangulares A rigidez única dos fios redondos

9 Propriedades d dos Materiais i Elásticos Módulo Variável em Ortodontia ti Tipo de fio Espessura (polegada) Ordem Rigidezid M S Rigidez do fio C S Rigidez da secção transversal x = W S Rigidez total de um aparelho Proposto por Burstone, preconiza o uso de fios com módulos de elasticidade variáveis ao longo do arco dentário de acordo com os propósitos do tratamento. Aço 0, ,06 410,06 TMA 0, ,06 172,23 TMA 0,016 x 0,022 1 a ,79 474,71 TMA 0,016 x 0,022 2 a ,57 250,98 Aço 0,018 x 0,025 1 a , ,10 Aço 0,018 x 0,025 2 a ,87 966,87 Tensão Binário (g x mm) Trabalho e Energia Potencial Elástica Relação entre as propriedades das ligas Aço Inoxidável Relação entre as propriedades d das ligas Baixa rigidez Grandes Baixa relação Alto limite de Alta elasticidade deflexões (carga/deflexão) trabalho 1000 NiTi 500 O Limite elástico afastado da flexibilidade máxima que também é afastada da carga máxima (a maior carga que pode ser colocada sobre um fio sem deforma-lo permanentemente e também da ruptura). Alta rigidez Alta relação baixo limite de Pouca elasticidade carga/deflexão trabalho Deflexão (graus) O limite elástico é próximo da flexibilidade máxima, e da carga máxima.

10 As Ligas Contemporâneas (Inteligentes) Características básicas: - Excepcional elasticidade - Memória da forma - Grandes secções transversais desde o início

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