2012 1_Aula 10 P&B_Ciência dos Materiais

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19/04/2012 
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Universidade de Brasília - UnB | Ciência dos Materiais | Prof. Claudio Henrique Pereira 
 
ENG. AMBIENTAL – UnB 
Faculdade de Tecnologia 
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental 
Aula 10 
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Propriedades Mecânicas. 
Propriedades Mecânicas 
• Propriedades associadas com a capacidade que 
o material tem de resistir a forças mecânicas. 
 
• Principais Propriedades Mecânicas: 
– Resistência; 
– Módulo de elasticidade; 
– Tenacidade; 
– Ductilidade; 
– Resiliência; 
– Dureza; 
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Propriedades Mecânicas 
Resistência Mecânica: 
Medida das forças externas aplicadas ao material, as 
quais são necessárias para vencer as forças internas 
de atração entre as partículas elementares dos 
mesmos; 
 
A resistência se deve à soma das forças de atração 
entre os elétrons carregados negativamente e os 
prótons carregados positivamente, no interior do 
material. 
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Propriedades Mecânicas 
• Tensão: 
 É a relação entre a carga aplicada (força) e a área 
resistente; 
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σ = F/A(resistente) 
Expressa em: 
 
 Kgf/cm2 
 N/m2 = Pa 
 KN/mm2 = MPa 
 psi 
 
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Propriedades Mecânicas 
• Deformação: 
 Considerado como efeito da tensão; 
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Expressa comumente por: 
 
cmdeformação/cmcomprimento ou 
 
% (comprimento deformado como uma porcentagem do comprimento original) 
 Pode ser Elástica ou Plástica 
Deformação elástica: o material deforma, mas quando cessa 
a tensão, a deformação desaparece. É, portanto, uma 
deformação reversível. 
Deformação plástica: a deformação mantém-se mesmo 
que a tensão desapareça. É, portanto, uma deformação 
irreversível. 
Deformação Específica: Quantidade de deformação por unidade de comprimento 
Diagrama: Tensão x Deformação 
Lei de Hook: Deformação é 
proporcional a Tensão 
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• Módulo de elasticidade (módulo de Young): 
– Razão entre a tensão aplicada e a deformação 
elástica resultante (reversível) 
– Está relacionada com a rigidez do material 
Propriedades Mecânicas 
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MATERIAL MÓDULO DE ELASTICIDADE (GPa) 
 Concreto 15 - 40 
 Aço 210 
 Alumínio 70 
 Fibras de Carbono 200 - 450 
 Borracha 0,001 – 0,02 
Diagrama Tensão x Deformação 
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Propriedades Mecânicas 
• Tenacidade: 
– Total de energia (força x deslocamento) absorvida 
por um material durante a solicitação que o levou a 
ruptura; 
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Obs.: Resistência à tração – medida da tensão necessária para romper o 
material. 
 
• Ductilidade: 
– deformação plástica total até o ponto de ruptura (valor expresso como 
alongamento); 
Obs.: Um material dúctil com a mesma resistência de um material frágil irá 
requerer maior energia para ser rompidoe portanto é mais tenaz. 
 
• Resiliência: 
– Energia absorvida até seu limite elástico 
Energias e Formas de Ruptura 
• Formas de ruptura: 
– Material Frágil 
Pouca absorção de energia; 
Baixa resistência à impactos. 
– Material Dúctil 
Grande absorção de energia e deformação antes da ruptura; 
Alta resistência à impactos. 
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Propriedades Mecânicas 
• Dureza: 
– Resistência à penetração oferecida pela superfície 
do material; 
– Quanto maior a dureza maior a resistência ao 
impacto; 
– Medidas por escalas 
• Mohs: Escala comparativa entre materiais de referência; 
• Brinell: Àrea de penetração da bilha esférica; 
• Rockwell: Profundidade de penetração da bilha padrão. 
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MATERIAL Dureza Brinell Dureza Mohs 
 Aço Carbono 200 Entre 4 e 5 
 Latão 100 Entre 2 e 3 
 Plásticos 12 Entre 1 e 2