Ciências dos Materiais

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PROPRIEDADES
MECÂNICAS
Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais
Parte I
Elasticidade
Ductilidade
Fluência
Dureza
Tenacidade
Prof. Eng. Marcelo Silva, M. Sc.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
▪ 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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EXEMPLO 01: TENSÃO
Avaliação
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.
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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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EXEMPLO 02: 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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TIPO DE DEFORMAÇÃO
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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O MÓDULO DE ELASTICIDADE (MÓDULO
DE YOUNG)
▪ 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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EXEMPLO 03: MÓDULO DE
ELASTICIDADE
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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
É a deformação plástica total até o ponto de ruptura.
O seu valor pode ser expresso como alongamento e
nas mesmas unidades de deformação.
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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.
1
2
3
• 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?
• A barra do exercício anterior suporta uma carga máxima de 11.800 kgf, sem deformação
permanente. Qual o seu limite de deformação elástica?
• 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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EXERCÍCIOS
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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BIBLIOGRAFIA
msc.marcelosilva@gmail.com
Twitter: @mscmarcelosilva
aulasmarcelosilva.wordpress.com
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