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“Propriedades Mecânicas” E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MATERIAIS APLICADA À ENGENHARIA INDUSTRIAL QUÍMICA Capítulo 6 “Propriedades Mecânicas” E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Prof. Dr. Fernando Vernilli E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a VOCÊ JÁ SE PERGUNTOU? � Por que determinados polímeros se deformam muito quando tracionados lentamente, mas se rompem quando tracionados rapidamente? � Por que é possível apoiar um caminhão sobre quatro xícaras de cerâmicas, mas essas mesmas xícaras quebram facilmente ao cair E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a cerâmicas, mas essas mesmas xícaras quebram facilmente ao cair no chão? � Que fatores, relacionados aos materiais, desempenharam um papel importante no naufrágio do Titanic? � Que fatores, também associados aos materiais, foram determinantes nos acidentes dos ônibus espaciais Challenger, em 1986, e Columbia, em 2003? E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a TIPOS DE SOLICITAÇÕES MECÂNICAS E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Tração Compressão TorçãoCizalhamento E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a ENSAIO DE TRAÇÃO E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CURVAS DE TENSÃO X DEFORMAÇÃO Frágil E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Dúctil E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a DEFORMAÇÃO ELÁSTICA E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Módulo de Young E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a EXERCÍCIO � Uma peça de cobre originalmente com 305 mm de comprimento é tracionado com uma tensão de 276 MPa. Se sua deformação é inteiramente elástica, qual E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a será o alongamento resultante? � Módulo de Young é Cobre = 110 GPa. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a PROPRIEDADES ELÁSTICAS � Coeficiente de Poisson E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a COEFICIENTES DE POISSON 0,25 – 0,35 E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a 0,25 – 0,35 E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a DEFORMAÇÃO PLÁSTICA E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a EXERCÍCIO � A partir do comportamento tensão-deformação em tração para uma amostra de latão mostrada na Fig. Determine: (a) O módulo de elasticidade; (b) A tensão limite de escoamento a um nível de pré-deformação de 0,002; E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a (c) A carga máxima que pode ser suportada por um CP cilíndrico com diâmetro inicial de 12,8 mm; (d) A variação no comprimento de um CP originalmente com 250 mm que é submetido a uma tensão de tração de 345 MPa. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a DUCTILIDADE E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Na pratica Materiais frágeis = Deformação de fratura inferior a 5% E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a DUCTILIDADE X TEMPERATURA � Módulo elástico? � Limite de escoamento? � Limite de resistência a tração? E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a RESILIÊNCIA Para uma região elástica linear: E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a TENACIDADE � Tenacidade (toughness) é a capacidade que o material possui de absorver energia mecânica até a fratura. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a SUPERFÍCIE DE FRATURA E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CURVA TENSÃO X DEFORMAÇÃO VERDADEIRA E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a PROBLEMA � Um corpo de prova cilíndrico, de aço, com diâmetro original de 12,8 mm é ensaiado sob tração até a sua fratura, sendo determinado que ele possui uma resistência à fratura σf, expressa em tensão de engenharia de 460 MPa. Se o seu diâmetro da seção reta no momento da fratura é de E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a 10,7 mm, determine: a) A ductilidade em termos da redução de área percentual; b) A tensão verdadeira no momento da fratura. E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a RECUPERAÇÃO DA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a DUREZA � Os ensaios de dureza são realizados com mais freqüência que qualquer outro ensaio mecânico por diversas razões: (1) São simples e baratos; (2) O ensaio não é destrutivo; (3) Outras propriedades mecânicas E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a (3) Outras propriedades mecânicas podem ser estimada E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a TÉCNICAS DE ENSAIO DE DUREZA E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a CONVERSÃO DE DUREZA E sc o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a Próximo assunto: ... ... “Diagramas de Fases”
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