Resistência dos Materiais Aula 5 Propriedades Mecânicas

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As propriedades 
mecânicas de um 
material devem ser 
conhecidas para que os 
engenheiros possam 
relacionar a deformação 
medida no material com 
a tensão associada a ela.
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• Tração;
• Compressão;
• Cisalhamento ;
• Torção.
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Feita através de ensaios mecânicos;
Utiliza-se normalmente corpos de prova para o ensaio
mecânico, não é praticável realizar o ensaio na própria
peça, que seria o ideal;
Geralmente, usa-se normas técnicas para o procedimento
das medidas e confecção do corpo de prova para
garantir que os resultados sejam comparáveis.
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Normas técnicas mais comuns:
• ASTM(American Society for Testing and Materials);
• ABNT(Associação Brasileira de Normas Técnicas).
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• Resistência à tração;
• Resistência à compressão;
• Resistência à torção;
• Resistência ao choque;
• Resistência ao desgaste;
• Resistência à fadiga;
• Dureza.
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Teste principalmente 
utilizado para determinar 
a relação entre a tensão 
normal média e a 
deformação normal 
média.
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Com os dados registrados no ensaio, se determina a tensão
nominal ou de engenharia dividindo a carga aplicada P pela
área da seção transversal inicial do corpo de prova A0.
A deformação normal ou de engenharia é encontrada
diretamente pela leitura do extensômetro, ou dividindo-se a
variação no comprimento de referência, , pelo comprimento
de referência inicial L0.
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Tenha sempre em mente que dois diagramas tensão-
deformação para um determinado material nunca serão
exatamente iguais, já que os resultados dependem de variáveis
como:
• Composição e as imperfeições microscópicas do material;
• Modo de fabricação;
• Taxa de Carga;
• Temperatura utilizada durante o teste.
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Materiais Dúcteis: Qualquer material que 
possa ser submetido a grandes 
deformações antes da ruptura é 
chamado de material dúctil. 
Frequentemente, os engenheiros 
escolhem materiais dúcteis para o 
projeto, pois estes são capazes de 
absorver choque ou energia e, quando 
sobrecarregados, exibem, em geral, 
grande deformação antes de falhar. 
Materiais Frágeis: Os materiais que 
apresentam pouco ou nenhum 
escoamento são chamados de materiais 
frágeis. 
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A porcentagem de alongamento é a deformação de ruptura
do corpo de prova expressa como porcentagem.
A porcentagem de redução de área é outra maneira de se
determinar a ductilidade. Ela é definida na região de estricção.
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A maioria dos materiais da 
engenharia apresentam 
relação linear entre tensão 
e deformação na região de 
elasticidade. 
Conseqüentemente , um 
aumento na tensão 
provoca um aumento 
proporcional na 
deformação. Essa 
característica é conhecida 
como Lei de Hooke.
Onde: E = módulo de 
elasticidade ou constante de 
proporcionalidade ou módulo 
de Young.
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Resiliência: Capacidade do 
material absorver energia sem 
sofrer qualquer dano 
permanente.
Tenacidade: Capacidade do 
material absorver energia até a 
ruptura.
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Representa a relação entre as 
deformações lateral e longitudinal 
na faixa de elasticidade. A razão 
entre essas deformações é uma 
constante denominada 
coeficiente de Poisson.
O sinal negativo é utilizado pois o 
alongamento longitudinal 
(deformação positiva) provoca 
contração lateral ( deformação 
negativa) e vice-versa.
O coeficiente de Poisson é adimensional e seu valor se
encontra entre zero e meio.
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Para diversos metais, o coeficiente de Poisson varia entre 0,25 e 0,35.
Como ocorre no ensaio de
tração, esse material quando
submetido a cisalhamento, exibe
comportamento linear elástico e
terá um limite de
proporcionalidade . Também
ocorrerá endurecimento por
deformação até que a tensão de
cisalhamento máxima ,
seja atingida. Por fim, o material
começará a perder sua
resistência ao cisalhamento até
sua ruptura, .
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lpτ
mτ
rupτ
Na expressão anterior, G é denominado módulo de elasticidade
ao cisalhamento ou módulo de rigidez. Seu valor pode ser medido
como a inclinação da reta no diagrama , isto é, .
Observe que as unidades de medida de G são as mesmas de E(Pa
ou psi), visto que é medida em radianos, uma quantidade
adimensional.
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γτ −
lp
lpG γ
τ
=
γ
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1 – Uma barra de 3 metros de comprimento tem seção transversal
retangular de 3 cm x 1 cm. Determinar o alongamento produzido
pela carga axial de 60N. O módulo de elasticidade do material é
de 200000 N/mm2.
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2 – Um arame de aço de 60m de comprimento não deve alongar
mais do que 48mm, quando é aplicada uma tração de 6kN. Sendo
E=200GPa, determinar:
a) O menor diâmetro que pode ser especificado para o arame;
b) O correspondente valor para tensão normal.
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3 – A haste de alumínio mostrada na figura (a) tem seção
transversal circular e está submetida a uma carga axial de 10 kN.
Se uma parte do diagrama tensão-deformação do material é
mostrado na figura (b), determinar o alongamento aproximado da
haste quando a carga é aplicada. Suponha que Eal = 70 GPa.
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4 – A haste plástica de acrílico tem 200mm de comprimento e
15mm de diâmetro . Se uma carga axial de 300N for aplicada a
ela, determine a mudança em seu comprimento e em seu
diâmetro. Ep=2,70GPa; 4,0=υ
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5 – Os cabos de aço AB e AC sustentam a massa de 300kg. Se a
tensão axial admissível para os cabos for determine o
diâmetro exigido para cada cabo. Além disso, qual o novo
comprimento do cabo AB após a aplicação da carga? Considere
que o comprimento não alongado de AB seja 760mm. GPaE aço 200=
MPaadm 140=σ
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6 – Tem-se uma haste com eixo reto e seção transversal constante,
circular, com diâmetro d = 15,0 cm, módulo de elasticidade E =
2GPa e que segue a Lei de Hooke. Se a deformação axial do
material for = 0,001mm/mm, qual a força normal que atua na
haste?
ε