prop mecanicas

1Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Formas de carregamento externo:

Trao

Compresso

Cisalhamento

Toro

Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais

Teste de trao:

Clula de carga

Corpo de provaExtensmetro

Detalhe do incio da estrico do

material

Grfico de x do material ensaiado

2Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Grfico de tenso vs. deformao ( x ):

Fratura

Fratura


Comportamento x :

elstica plstica

tenso

deformao

Deformao elstica: reversvel, ouseja, quando a carga retirada, o materialvolta s suas dimenses originais;

tomos se movem, mas no ocupamnovas posies na rede cristalina;

numa curva de x , a regio elstica a parte linear inicial do grfico.

Deformao plstica: irreversvel, ouseja, quando a carga retirada, o materialno recupera suas dimenses originais;

tomos se deslocam para novas posiesem relao uns aos outros.

3Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais

Comportamento x - Deformao Elstica:

Em um teste de trao, se a deformao observada no material for do tipo elstica, ento

a relao entre a tenso e a deformao dada pela lei de Hook: = E. ;

E o mdulo de Young, ou mdulo de elasticidade, e tem as mesmas unidades de , N/m2.

Descarga

Coeficiente angular = E

Carga

tenso

deformao

Para deformaes porcisalhamento a relao equivalente: = G., ondeG = mdulo de cisalhamento.


Aneslaticidade: Para a maioria dos materiais de engenharia, existir uma componente de deformao elstica que dependente do tempo;

A deformao elstica continuar aps a aplicao da tenso e aps o alvio da carga, passar um intervalo de tempo finito at que o material recupere sua forma original.

Para alguns materiais, a poro inicialda curva tenso vs. deformao no linear, sendo necessrio o uso deoutros mtodos para a determinaodo seu mdulo de elasticidade.


Mdulo de elasticidade: fatores influentes: fora das ligaes atmicas:

Ligao forte

Ligao fraca

separao

fora

Alto E

Baixo E

E (dF/dr) r0

r0 = separao interatmica de equilbrio


Mdulo de elasticidade: fatores influentes temperatura.

5 Coeficiente de Poisson (): definido como sendo a razo entre as deformaes lateral e axial.

O coeficiente de Poisson pode ser usado paraestabelecer uma relao entre o mdulo deelasticidade e o mdulo de cisalhamento de ummaterial.




Mdulos de elasticidade, de cisalhamento e coeficientes de Poisson para vrias ligas metlicas temperatura ambiente.

Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Deformao Plstica:

tenso e deformao no so proporcionais;

a deformao no reversvel;

a deformao ocorre pela quebra e rearranjo das ligaes atmicas (em materiaiscristalinos, pelo movimento das discordncias).

fratura

Corpo

de pr

ova pa

dro

Deformao elstica

Deformao plstica

uniforme

estrico


Tipos de material e as curvas de x ten

so

tenso

tenso

deformao deformao deformao

Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Propriedades de trao: Escoamento e limite de escoamento:

o escoamento indica o incio da deformao plstica do material.

elstica plstica

deformao

Limite superior de escoamento

Limite inferior de escoamento

deformao

tenso

tenso


Propriedades de trao: Escoamento e limite de escoamento

elstica plstica

deformao

tenso

y determinado pelo mtodo de pr-deformao especfica, geralmente de0,002; ou seja, a tenso capaz decausar uma deformao permanente de0,2% no material;

O ponto de escoamento (P), tambmchamado limite de proporcionalidadecorresponde posio na curva onde acondio de linearidade termina, ou seja,onde a lei de Hook deixa de valer.


Propriedades de trao: Ductilidade o grau de deformao plstica suportado at a fratura do material; pode ser medida pelo alongamento percentual ou pela reduo de rea percentual.

tenso

deformao

frgil

dctilAlongamento percentual:

AL % = [(lf l0)/l0]/x100

Reduo de rea percentual

RA % = [(A0 Af)/A0]/x100

9Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Propriedades mecnicas tpicas de vrios metais e ligas em um estado recozido.

MPa

103psi

deformao

Comportamento x doferro com a temperatura.

Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Propriedades de trao: Resilincia:

capacidade de um material estocar energia quando deformado elasticamente e depois dealiviada a carga, ter essa energia recuperada.

o mdulo de resilincia Ur representa a energia de deformao por volume necessria paratensionar um material de um estado sem carregamento at a sua tenso limite deescoamento.

Na regio elstica linear:

ou

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Deformao plstica: Tenacidade: representa uma medida da capacidade de um material absorver energia at a sua fratura; equivale a rea sob a curva x at o ponto de fratura.

O diagrama x de engenharia

tenso

deformao

No diagrama de engenhariaclssico de tenso vs.deformao, teremos:

1- mdulo de elasticidade;

2 tenso de escoamento;

3 limite de resistncia trao;

4 ductilidade: 100x fratura

5 tenacidade: d

Tenso de fratura

Propriedades Mecnicas dos MateriaisPropriedades Mecnicas dos Materiais Diagrama real vs. Diagrama de engenharia

Tenso

(psi)

x103

Deformao (mm/mm) x 10-2

Tenso real

fratura

fratura

Tenso de engenharia

Diagrama real x :

v = F/Aiv = ln (li/l0)

Se Vi = V0 :

v = (1+ )

v = ln (1+ )

Onde os ndices: i = instantneo

0 = inicial

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Tenso e deformao reais:

para alguns metais e ligas, a relao entre a tenso verdadeira e a deformao verdadeira, at o ponto de estrico, pode ser aproximadamente dada pela relao:

tenso

deformao

verdadeira

engenharia

corrigidav = K.vn

K e n so constantesque dependem dacondio do materiale so tabelados.


Recuperao elstica durante uma deformao plstica

tenso

deformao

descarga

Reaplicaoda carga

Recuperao da

deformao elstica

Diagrama esquemtico x emtrao, mostrando os fenmenosde recuperao da deformaoelstica e encruamento. O limitede escoamento inicial designadopor y0; y1 o limite deelasticidade aps a liberao dacarga no ponto D e depois sobreaplicao da carga.

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Dureza: a medida da resistncia do material a uma deformao plstica localizada. Vantagens do teste de dureza:

simples e barato; no-destrutivo; pode-se estimar outras propriedades a partir da dureza do material.

Tipos de testes: os mais comuns so o de Rockwell e Brinell

Prof. Prof.


Tcnicas de ensaio de dureza.

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Correlao entre dureza e o limite de resistncia a traoLR

T (MP

a)

Nmero ndice de dureza BrinellLR

T (103

psi)

LRT (MPa) = 3,45 x HB

LRT (psi) = 500 x HB


Correlao entre dureza e o limite de resistncia a trao

Para projetos prticos emengenharia o limite deescoamento o parmetromais importante

Tenso de projeto:

p = N cN = fator de projeto

c = tenso calculada

Tenso de trabalho:

t = e/NN = fator de segurana

e = tenso limite de escoamento

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