CRITÉRIOS DE RUPTURA PARA MATERIAIS DÚTEIS/FRÁGEIS EM ESTADO PLANO DE TENSÕES. Prof. POLLYANNA ALEXANDRE DA CRUZ

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Diogo Carreira Imperial
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1 CRITÉRIOS DE RUPTURA PARA MATERIAIS DÚTEIS/FRÁGEIS EM ESTADO PLANO DE TENSÕES Prof. POLLYANNA ALEXANDRE DA CRUZ

2 Ano Novo Novos desafios e oportunidades!

PLT(Programa do Livro Texto) BEER, F. P.; DEWOLF, John T.. Resistência dos Materiais. 3ª ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1995. Capítulo 6 Análise de Tensões e Deformações 6.

3 PLT(Programa do Livro Texto) BEER, F. P.; DEWOLF, John T.. Resistência dos Materiais. 3ª ed. São Paulo: McGraw-Hill, Capítulo 6 Análise de Tensões e Deformações 6.7 Critério de Ruptura para Materiais Dúcteis em Estado Plano de Tensões (página 635); 6.8 Critério de Ruptura para Materiais Frágeis em Estado Plano de Tensões (página 639);

4 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Critérios de Ruptura para materiais dúteis em (Capítulo 6 Item 6.7 Beer) Revisão de conceitos Dutilidade (Ductibilidde): é a propriedade que representa o grau de deformação que um material suporta até o momento de sua fratura(ruptura). -Tensão de Escoamento (limite de escoamento): Tensão necessária para ocasionar uma deformação plástica. - Tensão de Ruptura: Tensão extrema, maior que determinado valor característico de cada material, que causará o colapso ou ruptura do corpo, peça ou estrutura que se caracteriza pela desagregação das partes que o compõe.

5 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Revisão de conceitos Tensão X Deformação

6 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Objetivo Projetar elementos estruturais de modo que o material dútil não entre em escoamento. Estudo de Casos 1 Estado simples de Tensões (uniaxial). -σe:ensaios detraçãoemcorposdeprovadosmesmo material; - O elemento estrutural e o corpo-de-prova estão sob o mesmo estado de tensões.

7 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem 2 ParaoestadoplanodeTensões Estudo de Casos -Tensões Principais σ1 e σ2. -Estado Plano de Tensões Estado Uniaxial de Tensões. - É necessário estabelecer critérios que considere: Real mecanismo de ruptura do material Permita comparar os dois estados de Tensões.

8 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca) O escoamento dos materiais dúteis é causado principalmente pela tensão de cisalhamento. Um elemento estrutural é considerado seguro se a tensão de cisalhamento máxima ( ) no elemento não exceder a tensão de cisalhamento correspondente a um corpo de prova do mesmo material, que escoa em ensaio detração( ).

9 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca) A tensão de cisalhamento máxima no caso de carga axial centrada é igual à metade do valor da tensão normal correspondente(sec. 1.7).

10 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca)

11 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca)

12 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca)

13 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca) Entãoseσ 1 eσ 2 temsinaisdiferentes,temos:

14 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca)

15 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão de Cisalhamento(Tresca) Curiosidade: Henri EdouardTresca( ) Engenheiro Francês.

16 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 2 Critério de Máxima Energia de Distorção(Von Mises) Este método baseia-se na determinação da energia de distorção de um certo material, quer dizer, da energia relacionada com mudanças na forma do material. Também é chamado de critério de Von Mises (Matemático Richard Von Mises: ). A segurança neste método é garantida enquanto o maior valor de energia de distorção ( ) permanecer abaixo da energia de distorção necessária para provocaroescoamento docorpo-de-provanoensaiodetração( ) e.

17 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 2 Critério de Máxima Energia de Distorção(Von Mises)

18 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 2 Critério de Máxima Energia de Distorção(Von Mises)

19 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para 2 Critério de Máxima Energia de Distorção(Von Mises)

20 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem Metodologias para Tresca X Von Misses

21 Exemplo 1 Critérios de Ruptura para materiais dúteisem

22 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Critérios de Ruptura para materiais Frágeis em (Capítulo 6 Item 6.8 Beer) Conceito Os materiais frágeis, ao contrário dos dúteis, se caracterizam pelo fato de apresentarem uma ruptura brusca no ensaio de tração, sem que ocorra escoamento anterior ao instante da ruptura.

23 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Estudo de Casos 1 Estado simples de Tensões(uniaxial). -Tensão de Ruptura = Tensão Última (σu) do Material determinada no ensaio de tração. - Elemento estrutural e corpo de prova submetidos ao mesmo estado de tensões. 2 EstadoPlanodeTensões. - Determina-se as tensões principais em um certo ponto do elemento estrutural e aplica-se um dos critérios indicados a seguir para garantir que o elemento não se romperá com carregamentos esperados.

24 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão Normal(Coulomb)

25 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão Normal(Coulomb)

26 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Metodologias para 1 Critério de Máxima Tensão Normal(Coulomb) - Este critério também é conhecido como Critério de Coulomb (Físico Francês Charles Augustin Coulomb: ). - Falha do Critério: Baseado na hipótese de que a tensão última é a mesma na tração e na compressão.

27 Exemplo 2 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Para o estado de tensões indicado, sabe-se que σu = 120MPA, determine se a ruptura irá ocorrer utilizando o critério da máxima tensão normal(coulomb).

28 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Metodologias para 3 CritériodeMohr São necessários os conhecimentos das tensões últimas em ensaios de tração (σut), compressão(σuc) e torção( ).

29 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

30 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

31 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

32 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

33 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

34 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

35 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em 3 CritériodeMohr Metodologias para

36 Exemplo 3 Critérios de Ruptura para materiais frágeis em Para o estado de tensões indicado, sabe-se que σut = 80MPA e σuc = 200MPA, determine se a ruptura irá ocorrer utilizando o critério de Mohr.

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