Propriedades mecanicas (2) (1)

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Centro Universitário da Fundação 
Educacional de Barretos
Propriedade e Aplicação dos Materiais
Prof.: Luciano H. de Almeida
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Objetivos
 Introduzir os conceitos básicos associados com
as propriedades mecânicas dos materiais
 Identificar e avaliar os fatores que afetam essas
propriedades
 Rever alguns testes básicos utilizados para
determinar estas propriedades
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Importância do estudo do comportamento
mecânico dos materiais
 Materiais em serviço sofrem ação de forças e
cargas
 O projeto estrutural depende da aplicação
 Necessidade de conhecer as propriedades do
material para finalizar o projeto
Ex.: Alumínio para aplicação na aviação
Aço para eixo de automóveis
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Testes para determinar as propriedades
mecânicas
 Ensaios mecânicos
 Corpos de prova
 Normas técnicas  visam a reprodução das
condições de trabalho
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Formas de 
aplicação de 
carga:
a) Tração
b) Compressão
c) Cisalhamento
d) torção
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Definição de tensão (tensão de engenharia)
F = carga aplica perpendicularmente a seção reta da amostra
A0 = área da seção reta;
0A
F
 σ 
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Definição de deformação (deformação de
engenharia)
L = deformação;
L0 = comprimento original
0L
L
 ε


Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Deformação elástica  curva de tensão-
deformação
 Metais para baixos níveis de tensão  tensão e
deformação são proporcionais
E = módulo de elasticidade (módulo de Young)
ε . E σ 
Lei de Hooke
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Parte linear 
deformação elástica
 Inclinação = módulo de 
elasticidade
 Maior módulo => material 
mais rígido
 Deformação não 
permanente
Propriedades Mecânicas dos Materiais
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Tração aplicada uniaxial  alongamento na direção
de aplicação da carga  deformação transversal a
aplicação da carga.
 Coeficiente de Poisson
 Materiais isotrópicos
z
y
z
x
ε
ε
- 
ε
ε
- ν 
 ν1G2E 
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Deformação Plástica
 O fim da região elástica é definida como uma
linha paralela a região elástica para uma
deformação de 0,2% (0,002)
 Limite de escoamento (y )
 Materiais com transição elástica - plástica muito
bem definida e abrupta
 Limite de escoamento é a tensão média após o
ponto de escoamento
Propriedades Mecânicas dos Materiais
1 => Módulo de Elasticidade
2 => limite de escoamento
3 => limite de resistência a 
fratura
4 => ductilidade
5 => tenacidade
Propriedades Mecânicas dos Materiais
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Ductilidade
 Nível de deformação plástica suportada até a
fratura
 Pequena deformação plástica  fratura frágil
 Grande deformação plástica  fratura dúctil
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 A ductilidade pode ser medida quantitativamente
Percentual de alongamento 
Percentual de redução de área 
Lf e Af são medidas de fratura
100 x 
L
LL
EL%
0
0f 
100 x 
A
AA
RA%
0
f0 
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Tenacidade
 Capacidade de absorver energia até a fratura
 Testes de impacto (testes dinâmicos)
 Testes estáticos
 Tenacidade a fratura  resistência a fratura
quando uma trinca está presente
 Material tenaz exibe resistência mecânica e
ductilidade
Propriedades Mecânicas dos Materiais
Tensão verdadeira
K são constantes
n é chamado expoente
de encruamento
n
vv . k σ 
Propriedades Mecânicas dos Materiais
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Deformação plástica mecanismos de escorregamento
facilitado pelo movimento de discordâncias
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Deformação plástica  sistemas de escorregamento
 Planos e direções com maior densidade
Propriedades Mecânicas dos Materiais
 Determine o ME, LE, LRT
1- (ENADE – 2011) Uma empresa produz componentes para a indústria de construção
mecânica. Um dos produtos, o eixo de transmissão do redutor, é fabricado com o aço AISI
1045 de diâmetro 12,7 mm. Para efeitos de controle de qualidade, todos os lotes recebidos são
ensaiados por tração para avaliar a sua tensão de escoamento e o tipo de fratura, que deve ser
dúctil. Como resultado do ensaio realizado no lote n. 20110807, Roberto obteve o diagrama
tensão versus deformação indicado na figura abaixo, e precisa decidir pela liberação ou
reprovação desse lote, uma vez que a especificação de compra do material indica uma tensão
de escoamento mínima de 530 MPa e um limite de resistência a tração de 625 MPa.
Determinada liga de cobre tem um módulo de elasticidade de
118.000 N/mm2. Considere um tubo que, constituído dessa
liga de cobre com 4 m de comprimento, 40 mm de diâmetro
externo e 38 mm de diâmetro interno, esteja sendo solicitado
por uma carga de tração de 4.000 N. Nesse caso, qual o
aumento total no comprimento inicial desse tubo.
Uma barra de alumínio deve suportar uma força aplicada de 200170 N.
Para garantir uma segurança adequada, a tensão máxima permissível
sobre a barra foi limitada a 172,5 MPa. Esta barra deve ter pelo menos
3810 mm de comprimento, não pode se deformar plasticamente e não
deve ter seu comprimento aumentado mais que 6,35mm ao ser aplicar a
carga. Projete uma barra adequada, definindo comprimento e diâmetro.