Tensão e Deformação - Propriedades Mecânicas dos Materiais, Slides de Mecânica dos sólidos

Baixe Tensão e Deformação - Propriedades Mecânicas dos Materiais e outras Slides em PDF para Mecânica dos sólidos, somente na Docsity!

MECÂNICA DOS SÓLIDOS I

Prof. Teonas Bartz

Mecânica dos Sólidos I

PROPRIEDADES MECÂNICAS

• (^) 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.

TIPOS DE TENSÕES QUE UMA ESTRUTURA ESTÁ SUJEITA

• (^) Tração
• (^) Compressão
• (^) Cisalhamento
• (^) Torção

• Força lenta (estática)

• Força rápida (impacto)

• Força variável (vibração)

• Presença de trincas, entalhes ou defeitos

de fabricação

• Altas temperaturas (oxidação,

modificação nas propriedades)

Tipos de Solicitação

ENSAIOS MAIS COMUNS PARA SE DETERMINAR AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS

• (^) Resistência à tração (+ comum, determina a elongação)
• (^) Resistência à compressão
• (^) Resistência à torção
• (^) Resistência ao choque
• (^) Resistência ao desgaste
• (^) Resistência à fadiga
• (^) Dureza

• (^) RESISTÊNCIA À TRAÇÃO ▫É medida submetendo-se o material à uma carga ou força de tração, paulatinamente crescente, que promove uma deformação progressiva de aumento de comprimento ▫ (^) A aplicação de uma força (tensão) provoca a deformação (variação dimensional) do material até a sua ruptura.

• GRÁFICO TENSÃO X DEFORMAÇÃO Dentro de certos limites, a deformação é proporcional à tensão ( a lei de Hooke é obedecida )  = E  M = limite de resistência à tração F = fratura do material E = módulo de elasticidade ( módulo de Young )

• TIPOS DE DEFORMAÇÃO

Deformação [  ]

Tensão [

]

Plástica Elástica

13 E =  /  = Kgf/mm 2

• (^) É o quociente entre a

tensão aplicada e a

deformação elástica

resultante.

• (^) Está relacionado com a

rigidez do material ou à

resist. à deformação

elástica

• (^) Está relacionado

diretamente com as

forças das ligações

interatômicas

Lei de Hooke:  = E 

P

A lei de Hooke só é válida até este ponto

Tg  = E

M ÓDULO DE ELAS TICIDADE [E] GPa 10 6 Psi M agnésio 45 6. Alum Ínio 69 10 Latão 97 14 Titânio 107 15. Cobre 110 16 Níquel 207 30 Aço 207 30 Tungstênio 407 59  o módulo de elasticidade  mais rígido é o material (menor é a sua deformação elástica) *** 1 psi = 6,90 x 10**

- MPa = 7,03 x 10 - kg/mm 2

• (^) O comportamento elástico também é observado quando forças compressivas, tensões de cisalhamento ou de torção são aplicadas ao material

16

Considerações gerais sobre

o módulo de elasticidade

Como consequência do módulo de elasticidade

estar diretamente relacionado com as forças

interatômicas:

• Os materiais cerâmicos tem alto módulo de

elasticidade, enquanto os materiais

poliméricos tem baixo

• Com o aumento da temperatura o módulo de

elasticidade diminui

Limite de Elasticidade

Ponto “P”: Corresponde à máxima tensão que o

material suporta sem sofrer deformação permanente.

P

 Teoricamente, materiais isotrópicos devem apresentar

um coeficiente de Poisson de 0,25.

 O máximo valor para “  ” é 0,5 (valor para o qual não

existe qualquer alteração líquida no volume)

 Para muito metais e ligas, este valor está entre 0,25 e

 O coef. de Poisson também é usado na relação entre os

módulos de cisalhamento ( G ) e de elasticidade

( E ) de materiais “isotrópicos”, pela relação:

E = 2G (1 +  ) Para a maioria dos metais G 

0,4E

Coef. de Poisson x Tensão de Cisalhamento

• (^) Tensões de cisalhamento produzem deslocamento de um plano de átomos em relação ao plano adjacente
• (^) A deformação elástica de cisalhamento (  ) é dada por:   = tg 
• (^) Tensão de Cisalhamento (  ) é a relação entre a força aplicada e a área submetida ao cisalhamento:  = F / A 0 F = força (ou carga) paralela às faces superior e inferior do corpo de prova. A 0 = área da das faces superior e inferior.  = G  G = módulo de cisalhamento (ou módulo transversal)  = deformação de cisalhamento (está relacionada ao ângulo de torção)