Prof. Willyan Machado Giufrida Curso de Engenharia Química. Ciências dos Materiais. Propriedades Mecânicas dos Materiais

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Ana Luiza Paiva Igrejas
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1 Ciências dos Materiais Propriedades Mecânicas dos Materiais

2 IMPORTÂNCIA Aplicações onde são necessárias solicitações mecânicas. Atender as exigências de serviço previstas. 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.

3 Descrevem o comportamento do material sob carregamento mecânico (tração, compressão, flexão e cisalhamento). Fatores: natureza da carga aplicada, duração da aplicação, condições ambientais. Podem variar com a temperatura, tempo, nível de solicitação, condições climáticas, etc. Medidas através de testes padrões normatizados.

4 PRINCIPAIS PROPRIEDADES MECÂNICAS Resistência à Tração Elasticidade Ductilidade Resistência ao impacto Fluência Fadiga Dureza Tenacidade

5 Conceitos de Tensão e Deformação O comportamento mecânico de um material reflete a relação entre a sua resposta (ou DEFORMAÇÃO) a uma carga (ou TENSÃO) que esteja sendo aplicada sobre um corpo fabricado deste material.

6 As deformações podem ser ELÁSTICAS ou PLÁSTICAS. DEFORMAÇÕES ELÁSTICAS Não são permanentes, isto é, são deformações que desaparecem quando a tensão aplicada é retirada. Dito de outra forma, as deformações elásticas são reversíveis, sendo resultado da ação de forças conservativas. DEFORMAÇÕES PLÁSTICAS são permanentes, isto é, permanecem após a tensão aplicada ser retirada. Deformações plásticas são irreversíveis, sendo acompanhadas por deslocamentos atômicos permanentes.

7 Tensão- Deformação: TRAÇÃO SIMPLES TRAÇÃO SIMPLES (TENSÃO UNIAXIAL): força aplicada sobre o corpo é perpendicular as suas superfícies. σ = F/A o DEFORMAÇÃO DE ENGENHARIA ε Na deformação por tração, normalmente ocorre: alongamento ao longo do eixo de aplicação da força; contração ao longo dos dois outros eixos.

8 COEFICIENTE DE POISSON v: E = Módulo de Elasticidade do Material

9 Tensão- Deformação: CISALHAMENTO SIMPLES Tensão Deformação Módulo de cisalhamento G

10 Ensaio de tração

11 Curva Tensão - Deformação

12 Em uma escala atômica, a DEFORMAÇÃO ELÁSTICA macroscópica é manifestada como pequenas alterações no espaçamento interatômico e na extensão de ligações interatômicas.

13 Define-se o MÓDULO DE ELASTICIDADE como sendo o coeficiente angular da curva σ vs. ε, na região linear da curva.

15 Exemplo 1 A figura a mostra uma haste de alumínio com área de seção transversal circular sujeita a um carregamento axial de 10 kn. Se uma porção do diagrama tensão-deformação para o material é mostrada na figura b, determine o valor aproximado do alongamento da haste quando a carga é aplicada. Se a carga for removida, qual e o alongamento permanente da haste? Considere Eal = 70 GPa.

17 Exemplo 2 Afigura apresenta o diagrama tensão-deformação para uma resina de poliéster. Se a viga rígida for suportada por uma barra AB e um poste CD, ambos feitos desse material, e for submetida à carga P = 80kN, determine o ângulo de inclinação da viga quando a carga for aplicada. O diâmetro da barra é 40 mm, e o diâmetro do poste é de 80mm.

18 Exemplo 3

19 Exemplo 2 A montagem mostrada na Figura é composta de três hastes e uma barra rígida ACB. Se uma força de 80 kn é aplicada na extremidade D, determine o deslocamento vertical dos pontos A, B, C e D.

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