PROPRIEDADES MECÂNICAS Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais Parte I.
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PROPRIEDADES MECÂNICASPrincípios da Ciência e Tecnologia dos MateriaisParte I
Prof. Eng. Marcelo Silva, M. Sc.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Elasticidade
Ductilidade
Fluência
Dureza
Tenacidade
Prof. Eng. Marcelo Silva, M. Sc.
EXEMPLO 01: TENSÃO▪ Qual a peça solicitada de maior tensão: (a) uma barra de alumínio, de
seção de 0.97 mm x 1,21 mm solicitada por uma carga de 16,75 kgf ou (b) uma barra de aço de seção circular de diâmetro 0,505 mm sob uma carga de 10.8 kgf?
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DEFORMAÇÃO
Como efeito da tensão, tem-se a
deformação.
• O número de centímetros de deformação por centímetro de comprimento; ou
• O comprimento deformado como uma porcentagem do comprimento original.
Avaliação
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EXEMPLO 02: DEFORMAÇÃO▪ Em uma haste de cobre são marcados dois traços que distam entre si de
50 mm. A haste é tensionada de forma que a distância entre os traços passa a ser de 56,7 mm. Calcular a deformação.
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TIPO DE DEFORMAÇÃO
Elástica• Reversível: desaparece quando a tensão é removida.• A deformação elástica é praticamente proporcional à
tensão aplicada.
Plástica• Irreversível: Não desaparece quando a tensão é
removida.• A deformação elástica não é proporcional à tensão
aplicada.
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O MÓDULO DE ELASTICIDADE (MÓDULO DE YOUNG)
É a razão entre a tensão aplicada e a deformação elástica resultante.
Relacionado com a rigidez do material, ou seja, depende da composição do material.
O modulo de elasticidade resultante de tração ou compressão é expresso em psi ou em kgf/mm2 ou N/m2.
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EXEMPLO 03: MÓDULO DE ELASTICIDADE▪ Se o módulo médio de elasticidade de um aço é 21.000 kgf/mm2,
quanto se alongará um fio de 0,25 cm de diâmetro e de 3 m de comprimento, quando solicitado por uma carga de 500 kgf?
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DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
É a deformação permanente provocada por tensões que ultrapassam o
limite de elasticidade.
A deformação plástica é o resultado de um
deslocamento permanente dos átomos que
constituem o material.
Enquanto, na deformação elástica, os átomos
mantem suas posições relativas; na deformação
plástica, não.
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DUCTILIDADE
O seu valor pode ser expresso como alongamento e nas mesmas unidades de deformação.
É a deformação plástica total até o ponto de ruptura.
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ESTRICÇÃO
É a redução na área de seção reta do corpo, imediatamente antes
da ruptura.
Os materiais altamente dúcteis sofrem grande
redução na área de seção reta antes da
ruptura.
Este índice é sempre expresso em
porcentagem.
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EXERCÍCIOS
1
• Uma barra, com diâmetro igual a 1,25 cm, suporta uma carga de 6500 kgf. • Qual é a tensão da barra?• Se o material da barra possui um módulo de elasticidade de 21.000 kgf/mm2, qual é a
deformação que a barra sofre ao ser solicitada pela carga de 6500?
2• A barra do exercício anterior suporta uma carga máxima de 11.800 kgf, sem deformação
permanente. Qual o seu limite de deformação elástica?
3
• A barra do exercício anterior rompe com carga de 11.400 kgf. O seu diâmetro final é de 0,80 cm.• Qual a tensão verdadeira de ruptura? • Qual a deformação verdadeira na fratura?
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BIBLIOGRAFIA
CALLISTER, Jr. William, Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais – 2ªEd, Ed. Editora LTC, 2006.
SHACKELFORD, James. Ciências dos Materiais, Editora Pearson, 2008, 6ªEdição
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