Resistência de Materiais

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Resistência de Materiais
Prof. Marcelo Sobral
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
PRINCIPAIS CONCEITOS
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
TENSÃO NORMAL
A intensidade da força normal sobre unidade de área é chamada de TENSÃO
NORMAL. É expressa por unidades de força sobre unidade de área (N/m2).
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
FORÇAS DE TRAÇÃO – TENSÕES DE TRAÇÃO
FORÇAS DE COMPRESSÃO – TENSÕES DE COMPRESSÃO
F
F
centroide
DEFORMAÇÃO LINEAR ESPECÍFICA
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
CURVA TENSÃO-DEFORMAÇÃO
À medida que a carga axial é aumentada o alongamento total ao longo do
comprimento da barra é medido a cada incremento de carga, e isso continua
até a fratura total do corpo de prova.
Tensão Máx suportada pelo material
Resistência Mecânica
Material se rompe
com uma tensão inferior à máxima
suportada por ele
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
Material Maleável
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
MATERIAIS DÚCTEIS ou FRÁGEIS
Material Maleável: material submetido a uma força, o mesmo se rompe sem se deformar, não possui fase elástica apenas propriedades plásticas.
Material Dúctil: material quando submetido a um esforço se deforma antes de se romper.
Tenacidade: Capacidade que o material tem de absorver choques, atrito perfil do material dúctil.
Elasticidade: (aplica-se ao material dúctil): capacidade que um material tem de se deformar submetido a um esforço e retornar ao estado de origem quando este esforço termina.
LEI DE HOOKE
Relação entre os alongamentos e as forças axiais que o provocam.
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
E – Representa a inclinação da reta OP (fase elástica)
e módulo de elasticidade do material sob tração (Módulo Young)
PROPRIEDADES MECÂNICA DOS MATERIAIS
LIMITE DE PROPORCIONALIDADE: Valor numérico que pode ser imposta ao material durante um teste de tração simples, tal que a tensão é uma função linear de deformação;
LIMITE ELÁSTICO: Valor de máxima tensão que pode ser imposta ao material durante um teste de tração simples, tal que não existe deformação permanente ou residual quando a carga for completamente removida.
REGIÕES ELÁSTICA E PLÁSTICA: Região da curva de tensão-deformação compreendida entre a origem e o limite de proporcionalidade (Região Elástica).
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
A região da curva tensão-deformação compreendida entre o limite de proporcionalidade e o ponto que corresponde a ruptura (Região Plástica).
LIMITE DE ESCOAMENTO
Ponto na curva tensão-deformação em que ocorre deformação do material sem o aumento do valor da tensão.
A partir deste ponto diz-se que o material passou a escoar.
LIMITE DE RESISTÊNCIA ou RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
É o valor máximo da tensão na curva.
RESISTÊNCIA DE RUPTURA
Valor identificado pelo ponto B da curva tensão-deformação
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
O trabalho realizado por unidade de volume do material quando há uma força de tração simples que aumenta gradualmente a partir do zero até atingir o limite de proporcionalidade.
Pode ser calculado tomando-se a área da curva tensão-deformação do origem ao limite de proporcionalidade (área hachurada).
Unidade N.m/m3 no S.I. (Capacidade de absorver energia na Região Plástica do material.
MÓDULO DE TENACIDADE
Trabalho realizado por unidade de volume do material.
Quando a força de tração simples aumenta gradualmente do zero até o limite de ruptura.
Capacidade de absorver energia na região plástica calculada pela área de toda curva tensão deformação.
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
MÓDULO TANGENTE
O trabalho realizado por unidade de volume do material quando há uma força de tração simples que aumenta gradualmente a partir do zero até atingir o limite de proporcionalidade.
Pode ser calculado tomando-se a área da curva tensão-deformação do origem ao limite de proporcionalidade (área hachurada).
Unidade N.m/m3 no S.I. (Capacidade de absorver energia na Região Plástica do material.
MÓDULO DE TENACIDADE
Trabalho realizado por unidade de volume do material.
Quando a força de tração simples aumenta gradualmente do zero até o limite de ruptura.
Capacidade de absorver energia na região plástica calculada pela área de toda curva tensão deformação.
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
REDUÇÃO PERCENTUAL DE ÁREA
A diminuição da área de seção transversal em relação à área inicial no instante da ruptura dividida pela área inicial, multiplicada por 100,temos:
ALONGAMENTO PERCENTUAL
O aumento do comprimento da barra depois da ruptura dividido pelo comprimento inicial multiplicado por 100, temos:
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
ENCRUAMENTO
Material dúctil solicitado além do limite de escoamento sem falhas, dizemos que o material encrua.
RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTO
O valor da tensão na curva tensão-deformação que corresponde a uma deformação permanente predeterminada depois de removida a carga é chamado de RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTO DO MATERIAL.
MÓDULO TANGENTE
Taxa de variação da tensão em relação à deformação. Módulo instantâneo é dado por:
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR
Equação Geral
COEFICIENTE DE POISSON
Relação entre a deformação na direção lateral e a deformação na direção longitudinal.
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
 Ao se aplicar uma força axial de tração em um corpo deformável esse corpo se alonga e contrai lateralmente, já ao se aplicar uma força de contração o oposto ocorre.
 A deformação longitudinal é dada pela expressão:
 A deformação lateral é dada pela expressão semelhante:
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
Ilustração
TRAÇÃO e COMPRESSÃO
Para vários metais o valor é de 0,25 a 0,35 e para a cortiça o valor é próximo de zero.
FORMA GERAL DA LEI DE HOOKE
Nos casos mais gerais temos: