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1 Introdução
As propriedades mecânicas são o comportamento do material sob efeito de cargas externas. Ou seja, a capacidade de resistir a esforços sem fratura ou muita deformação. Quando em uso, os materiais estão sujeitos a cargas e forças. Assim, torna-se necessário conhecer suas respostas às propriedades mecânicas, de forma que, ao serem expostos a essas cargas e forças, a deformação final não seja excessiva.
2 Propriedades mecânicas dos materiais
2.1 Elasticidade
O comportamento elástico (também chamado módulo de elasticidade) de um material é a capacidade de sofrer deformações reversíveis. Isto é, quando forças exteriores atuam sobre um material e este se deforma, é produzido um trabalho destas forças que se armazena no material como energia potencial elástica. O sólido se comporta elasticamente quando, depois de removidos os esforços, esse incremento na energia interna for reversível (UNIOESTE, 2014).
Um exemplo claro do módulo de elasticidade é a mola, que se encontra em seu estado de equilíbrio quando não está sendo esticada ou comprimida. Após comprimida ou esticada, a mola produz uma força contrária à do movimento para voltar ao seu estado natural. A Figura 1 esquematiza a forma original de uma mola e como ela se deforma ao ser esticada pela ação de uma determinada força (peso preso à ponta).
Figura SEQ Figura * ARABIC 1 - Esquema do funcionamento da mola
2.2 Plasticidade
O comportamento plástico é a propriedade de um corpo que, ao ser submetido a uma tensão, sofre deformações permanentes depois de superado certos limites de resistência. Como exemplo de materiais plásticos, podemos citar as argilas. Falando de uma perspectiva atômica, a deformação plástica é a recombinação de ligações químicas. Isso quer dizer que, devido à tensão aplicada, os átomos rompem suas ligações com os átomos vizinhos iniciais e formam ligações com novos átomos vizinhos. A plasticidade pode ser subdividida em maleabilidade e ductilidade.
A maleabilidade pode ser medida a quente ou a frio e é definida como a facilidade com que um material se deforma quando está sob ação de pressão ou choque. Diz-se que um material é maleável quando não sofre grandes alterações ou rupturas em sua estrutura sob a ação de, por exemplo, martelo ou forja. Um material é plástico quando sua maleabilidade a frio é grande. (DRB ACESSORIA EDUCACIONAL, 2014).
A ductilidade é a capacidade dos materiais de se deformarem sem se romperem. Pode ser medida por estricção (redução na área de um corpo) ou alongamento. Quanto mais dúctil for um material, maior será a sua capacidade de estricção e o alongamento antes de ocorrer a ruptura. Assim, a ductilidade mede a extensão da deformação antes da fratura (DRB ACESSORIA EDUCACIONAL, 2014).
2.3 Tenacidade
A deformação plástica ocorrida num material sob tensão constante ou quase constante em função de um longo espaço de tempo é chamada fluência. A fluência ocorre devido à movimentação de falhas que existem nas estruturas cristalinas dos metais e é altamente influenciada pela temperatura: enquanto alguns metais só mostram o fenômeno em altas temperaturas, outros são frágeis até mesmo à temperatura ambiente. Independente disso, quanto maior a temperatura, mais veloz é a deformação.
Esse tipo de deformação pode ser observada em todos os materiais. Entretanto, os polímeros amorfos, como plásticos e borrachas, são os materiais menos resistentes à fluência. Por outro lado, sabendo que a fluência é dependente desse movimento de discordância nas estruturas, qualquer intervenção que reduza essas discordâncias e limite a formação de outras, será efetivo na prevenção contra a fluência. Em geral, metais com estruturas cristalinas compactas como o CFC (clorofluorcarboneto) ou o HC (hidrocarboneto) são os mais apropriados (CALLISTER, 2012).
2.6 Resiliência
Resiliência é a maior ou menor resistência de um material a esforços externos dinâmicos (choques, percussão, etc.) sem sofrer deformação permanente ou ruptura, através do acúmulo de energia. Materiais com alta resiliência podem ou não ser danificados após tensão, e caso sejam, terão a capacidade de retornar à sua forma normal. A resiliência também pode ser representada em tabela (MSP INFORMAÇÕES TÉCNICAS, 2014).
2.7 Fadiga
Fadiga está mais para um problema característico do material sujeito à esforços cíclicos do que para que uma propriedade. Ao ser exposto à esforços dinâmicos por muito tempo, observa-se um enfraquecimento das propriedades mecânicas, que leva à ruptura. A fadiga também pode ser superficial, ocasionando desgaste de peças sujeitas a esforços cíclicos, por exemplo. É comum que ocorra em dentes de engrenagens (DBR ACESSORIA EDUCACIONAL, 2014).
2.8 Cisalhamento
Um elemento submete-se a esforço de cisalhamento, quando sofre a ação de uma força cortante. Desprezando o efeito do momento de força, o elemento sofrerá uma deformação que fará com que as seções permaneçam planas e paralelas. Este movimento pode ser dito como um escorregamento entre as seções. Em engenharia, por exemplo, as vigas são submetidas a esse tipo de esforço. (UNISANTA, 2014).
2.8 Flexão
Flexão pode simplesmente ser definida como um esforço onde a deformação ocorre de maneira perpendicular ao eixo do corpo, paralela à força atuante. Esse tipo de esforço pode ser observado na Figura 2. A flexão pode ser dividida em: flexão normal, flexão oblíqua, flexão pura, flexão simples e flexão composta.
Figura SEQ Figura * ARABIC 2 - Esquema do funcionamento da flexão.
2.9 Torção
Torção é referente ao giro de uma barra retilínea quando carregada por momentos (ou torques) que produzem rotação sobre o eixo longitudinal da barra. Pode ser exemplificada pelo giro de uma chave de fenda, ocasionada por um torque aplicado no cabo.
3 Referências
CALLISTER, W. D. J. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. São Paulo: LTC, 2012.
DRB ACESSORIA EDUCACIONAL. Propriedades dos materiais. Disponível em: <http:// www.drb-assessoria.com.br/>. Acesso em: 18 fev. 2014.
