Propriedades mecânicas da madeira - Apostila

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Caracterização de Madeiras
Propriedades Mecânicas 
2DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Constituição anatómica da Madeira
B.A.Meylan & B.G.Butterfield
“Three-dimensional Structure of Wood – A Scanning Electron Microscope Study”
Syracuse University Press, 1972 Pi
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Pinus radiata D. Don. (X230)
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3DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Madeira >material anisotrópico
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Planos de corte da madeira
X – transversal
T – tangencial
R – radial Representação da anisotropia da madeira no ensaio de compressão: provetes 
de Pinus sylvestris L. A H=12%
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
4DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Direcções p/ estudo mecânico 
COESÂO TRANSVERSAL
direcção perpendicular à
fibra (ao fio) da madeira
> Compressão Perpendicular
> Tracção Perpendicular
> Fendimento
> Corte
COESÂO AXIAL
direcção paralela à
fibra (ao fio) da madeira
> Compressão Paralela
> Tracção Paralela
> Flexão Estática
> Flexão Dinâmica
5DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Fissilidade
John G. Haygreen , Jim L. Bowyer
“Forest Products and Wood Science”, 1996
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
6DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
7DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Caracterização mecânica
� resistência mecânica – capacidade 
sustentação de cargas ou forças
� resistência à deformação – determina a 
proporção em que o material é comprimido, flectido 
ou distorcido sob o efeito da carga/força
� deformação elástica (mudanças de forma instantâneas)
� deformação reológica (depende do tempo de aplicação)
MATERIAL VISCO-ELÀSTICO
8DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Medida da resistência à deformação por alongamento ou encurtamento de 
uma peça sob uniforme tracção ou compressão, respectivamente
Módulo de elasticidade paralelo ao fio da madeira 
(Módulo de Young)
Medida da resistência à deformação por flexão, isto é, directamente 
relativa à rigidez de uma viga; também factor de resistência do uma 
coluna comprida
Módulo de elasticidade
Propriedades elásticas
Medida da energia absorvida por uma peça quando suavemente flectidaTrabalho para a carga máxima
Importante na definição das ligações entre elementos de madeira numa 
construção
Tracção perpendicular ao fio da madeira
Relativa à resistência à endentação, por exemplo em pavimentosDureza de canto
Medida da quantidade de energia absorvida quando uma peça é flectida 
dentro dos limites da sua elasticidade
Resiliência
Medida da quantidade de trabalho desenvolvida em pequenas peças 
submetidas à flexão dinâmica
Fragilidade
Frequentemente determina a capacidade de carga de vigas curtasResistência ao corte paralelo ao fio da Madeira
Importante em tirantes, componentes de estruturas reconstituídas e 
definição de ligações entre elementos estruturais
Resistência à tracção paralela ao fio da Madeira
Importante na definição das ligações entre elementos ou peças de 
madeira e nos apoios de uma viga numa construção
Compressão perpendicular ao fio da madeira
Determine a carga que uma coluna ou um barrote pode suportarResistência à compressão paralela ao fio da Madeira
Determina a carga que uma viga pode suportarResistência à flexão
Propriedades resistentes
SITUAÇÕES DE DESEMPENHO DAS PEÇASPROPRIEDADES
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
9DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
TENSÂO - DEFORMAÇÂO
John G. Haygreen , Jim L. Bowyer, “Forest Products and Wood Science”, 1996
10DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Tensão-Deformação em Flexão
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Diagramas da distribuição de tensões em viga sob 
flexão estática com o aumento da carga
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
11DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Resistência viva da madeira
Diagrama força/deformação em ensaio de flexão estática
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
12DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
exemplos resistência viva
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Notalaea excelseaW.B.
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Cupressus macrocarpa Hartw.
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
13DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Factores que influenciam o 
comportamento mecânico
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Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
14DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Curva média correspondente à relação entre tensão de rotura em compressão axial e as 
densidades. Pinus sylvestris L. A H=12% (Mata Nacional de Leiria)
Albino de Carvalho, “Madeiras Portuguesas”, 1996
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Propriedades Mecânicas da Madeira
Variação da resistência à compressão 
axial com o teor de água.
Pinus sylvestris L.
Albino de Carvalho, “Madeiras 
Portuguesas”, 1996
16DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
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Variação da resistência à compressão 
axial com a inclinação do fio.
Pinus sylvestris L.
Albino de Carvalho, “Madeiras 
Portuguesas”, 1996
17DEMad – Escola Superior Tecnologia Viseu
Propriedades Mecânicas da Madeira
Variação da resistência à compressão 
axial com a incidência de defeitos.
Pinus sylvestris L.
Albino de Carvalho, “Madeiras 
Portuguesas”, 1996
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Propriedades Mecânicas da Madeira
SINGULARIDADES
� ELASTICIDADE – medida pelo MOE ou M.Young
– capacidade de recuperar a sua forma original 
depois de removida a carga/força
� FLEXIBILIDADE – conjuga elasticidade e rigidez 
quando solicitada à encurvadura ± instantânea
� PLASTICIDADE – estado onde ocorrem 
deformações permanentes, mas as propriedades 
mecânicas não são desfavoravelmente 
comprometidas (pouco elevada)