CM I Propriedades Mecanicas

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 Propriedades
Mecânicas
Profa. Laédna Neiva 
Universidade Federal do Cariri – UFCA
Engenharia de Materiais
Juazeiro do Norte/CE
As propriedades mecânicas são aquelas que:
 Definem o material em relação a esforços de natureza mecânica.
 Definem a capacidade dos materiais em resistir a esforços que lhe
são aplicados.
 Essa capacidade é necessária durante a fabricação, o
processamento e também durante a utilização.
 Do ponto de vista da indústria esse é o conjunto de propriedades
mais importante para a escolha de uma matéria-prima.
Propriedades Mecânicas
INTRODUÇÃO
São propriedades (comportamentos) que
definem a resposta do material à aplicação de
forças (solicitação mecânica).
Propriedades Mecânicas
DEFINIÇÃO
Propriedades Mecânicas
CLASSIFICAÇÃO
As principais propriedades mecânicas são:
 Resistência à tração
 Elasticidade
 Ductilidade
 Tenacidade
 Dureza
 Resiliência
Propriedades Mecânicas
Como determinar as 
propriedades mecânicas?
 Através de ensaios mecânicos.
 Utiliza-se, normalmente, corpos de
prova.
 É necessário normas técnicas para o
procedimento das medidas e confecção
do corpo de prova.
Propriedades Mecânicas
Tipos de tensões que uma estrutura está sujeita:
Propriedades Mecânicas
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
É medida submetendo-se o
material (corpo de prova) à
uma carga ou força de tração,
gradativamente crescente, que
promove uma deformação
progressiva de aumento de
comprimento.
ENSAIO DE TRAÇÃO - Metais
Propriedades Mecânicas
Propriedades Mecânicas
ENSAIO DE TRAÇÃO - Metais
Propriedades Mecânicas
ENSAIO DE TRAÇÃO - Polímeros
Propriedades Mecânicas
Comportamento Tensão X Deformação
Região Elástica X Região Plástica
Propriedades Mecânicas
Comportamento Tensão X Deformação - Polímeros
Propriedades Mecânicas
O que acontece com o corpo de prova durante o ensaio de 
tração?
EMPESCOÇAMENTO
Propriedades Mecânicas
A partir da curva Tensão X Deformação, pode-se obter: 
 Módulo de elasticidade (Módulo de Young).
 Tensão máxima que o material suportar sem se romper.
 Magnitudes de tensão e deformação na ruptura.
 Magnitude da ductilidade do material.
 Magnitude da tenacidade do material.
Resistência à tração é a máxima tensão suportada pelo
material durante o ensaio de tração.
Propriedades Mecânicas
Curva Tensão X Deformação – Polímeros 
Propriedades Mecânicas
Curva Tensão X Deformação – Polímeros 
Propriedades Mecânicas
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA
Propriedades Mecânicas
MÓDULO DE ELASTICIDADE (Young)
 Relacionado com a rigidez.
 É a razão entre a tensão aplicada e a deformação resultante.
 Está relacionado diretamente com as forças de ligação
interatômicas.
Propriedades Mecânicas
MÓDULO DE ELASTICIDADE (Young)
Propriedades Mecânicas
Tabela de Valores de E
O comportamento elástico
também é observado quando
forças compressivas, tensões de
cisalhamento ou de torção são
aplicadas ao material.
Propriedades Mecânicas
IMPORTANTE!!!
Propriedades Mecânicas
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA X DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
Propriedades Mecânicas
ENSAIOS DE COMPRESSÃO EM CORPOS DE 
PROVA DE CONCRETO
(a) Corpo cilíndrico (b) Corpo cúbico 
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ENSAIOS DE COMPRESSÃO EM 
CORPOS DE PROVA DE 
CONCRETO
Corpo de Prova sob Pressão 
Máquina do Ensaio
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Exercício de Fixação
Um pedaço de cobre originalmente com 305 mm de comprimento é
puxado em tração com uma tensão de 276 MPa. Se a sua deformação
é inteiramente elástica, qual será o alongamento resultante?
Considere o valor de E = 110 x 103 MPa
Resposta:
É a medida da extensão da deformação que
ocorre até a fratura.
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DUCTILIDADE
Propriedades Mecânicas
DUCTILIDADE
É a capacidade que o material apresenta em
absorver energia mecânica até a fratura.
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TENACIDADE
Para ser tenaz o material precisa exibir tanto resistência quanto ductilidade.
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TENACIDADE
 O seu módulo pode ser calculado através da área sob o gráfico
Tensão - Deformação do material; portanto, basta integrar a curva que
representa o comportamento mecânico do material, da origem até a
ruptura.
Propriedades Mecânicas
TENACIDADE
Propriedades Mecânicas
RESILIÊNCIA
É uma propriedade apresentada por alguns
materiais. É caracterizada pela absorção de energia
quando são submetidos a esforços externos sem sofrer
ruptura. Após o cessar da tensão externa, o material
libera a energia absorvida, retornando à sua forma
original.
Propriedades Mecânicas
RESILIÊNCIA
 Essa propriedade é dada pelo módulo de resiliência (Ur)
Ur = ½ εeσe
Propriedades Mecânicas
RESILIÊNCIA
 É a quantidade de energia que o material pode absorver e
recuperar.
Propriedades Mecânicas
RESILIÊNCIA
 É a capacidade que um material tem de retornar a sua forma
original quando a ação da tensão externa lhe é removida.
Propriedades Mecânicas
RESILIÊNCIA
 Vara de salto é outro exemplo.
 Materiais resilientes apresentam
módulo de elasticidade baixo e um
limite de escoamento elevado.
Exemplo: Ligas metálicas usadas para
fabricação de molas.
 Materiais cerâmicos não são
resilientes.
Propriedades Mecânicas
TENACIDADE X RESILIÊNCIA
 Módulo de tenacidade é área
TOTAL sob a curva (Ut).
 Módulo de resiliência é área sob
a região de deformação elástica
(Ur).
Propriedades Mecânicas
Propriedades Mecânicas
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NO 
COMPORTAMENTO σ x ε
Propriedades Mecânicas
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NO 
COMPORTAMENTO σ x ε
A temperatura é uma variável que exerce influência sobre as 
propriedades mecânicas dos materiais. 
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O aumento da Temperatura provoca:
Módulo de elasticidade (E)
tensão de ruptura (σr)
ductilidade
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Comportamento Tensão X Deformação para 
Materiais Cerâmicos
 Não são avaliados por ensaio de tração.
 É difícil preparar a amostra com a geometria exigida.
 É difícil prender e segurar nas garras da máquina.
 As cerâmicas fraturam após uma deformação de 0,1%; isso exige
corpos de prova perfeitamente alinhados.
Propriedades Mecânicas
Determinação da Resistência dos Materiais Cerâmicos
Ensaio de Flexão
Propriedades Mecânicas
Determinação da Resistência dos Materiais Cerâmicos
Ensaio de Flexão de Pontos
Propriedades Mecânicas
Ensaio de Flexão em Vigas para Construção Civil
Propriedades Mecânicas
Determinação da Resistência dos Materiais Cerâmicos
Ensaio de Flexão
Material Frágil Material Dúctil
Propriedades Mecânicas
Considerações sobre o Ensaio de Flexão:
 É realizado em materiais frágeis e em materiais resistentes como o
ferro fundido.
 As vigas de concreto aplicadas na construção civil são muito
carcaterizadas por esse ensaio.
 Em geral, é destinado a qualquer material que em seu uso
(aplicação) seja submetido a situações onde o principal esforço é o de
flexão.
Propriedades Mecânicas
Exercícios:
1. Por que os contornos de grãos representam barreiras para as
deformações plásticas?
2. Qual dos materiais A, B e C:
a) Apresenta maior resistência?
b) É mais ductil?
c) É mais frágil?
d) É mais tenaz?
e) É mais resiliente?