03. APOSTILA PROPRIEDADES MECÂNICAS

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PROPRIEDADES MECÂNICAS 
 
 
Fabio de Paula Assis 
 
 
 
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PROPRIEDADES MECÂNICAS 
1. Importância das propriedades mecânicas 
Elas definem o comportamento de um material quando sujeito a esforços de 
natureza mecânica e determinam a capacidade do material em transmitir e resistir 
aos esforços que lhe são aplicados, sem romper ou sem que se produzam 
deformações incontroláveis. 
 
2. Classificação dos esforços mecânicos: quanto à natureza. 
 
 Natureza estática: aplicação lenta e gradual. Exemplos: tração, 
compressão, torção, dobramento etc. 
 Natureza dinâmica: aplicação repentina. Choque (impacto). 
 Natureza repetitiva: carga varia repetidamente , seja em valor, seja em 
direção. Exemplo: fadiga. 
 
3. Conceitos básicos 
 
3.1. Tensão 
Ao falarmos em esforço mecânico, a primeira ideia que nos vem à cabeça é a 
de FORÇA. Entretanto, a sensação que temos ao imaginarmos uma força 
qualquer, por exemplo, de 50 kgf é muito relativa. Sempre queremos saber 
onde a referida força está atuando e em que área. 
Esta relatividade é solucionada quando definimos TENSÃO, como sendo a 
força por unidade de área: 
 
 
 
 
A unidade que normalmente usaremos é o kgf/mm², por ser a mais prática. 
Entretanto, qualquer unidade de força/área pode ser utilizada sem problemas, 
como o MPa, o N/m² e também unidades inglesas como o psi (libra/pol²). 
Nestas condições, a tensão é calculada pela fórmula: 
 
 
 
 
Note-se que o conceito de tensão é muito semelhante ao de pressão; no 
entanto, enquanto este último aplica-se a fluidos (líquidos e gases), o primeiro 
é aplicado a esforços aplicados a materiais no estado sólido. 
Distinguimos três tipos de tensão, em função do tipo de carga aplicada: 
2 
 
 
 Tensão de tração, na qual há uma tendência de separação do material 
em duas partes, em relação ao plano de tensão; 
 Tensão de compressão, que é o inverso da tração; as partes do 
material adjacentes ao plano de tensão tendem a comprimir-se uma 
contra a outra: 
 Tensão de cisalhamento, em que as duas partes tendem a escorregar 
uma sobre a outra. 
Matematicamente, há somente dois tipos de cargas ou de tensões, pois a 
compressão pode ser considerada como a versão negativa da tração. 
 
3.2. Deformação 
Todo material, ao ser solicitado mecanicamente, deforma-se. A ideia de 
material indeformável ou rígido é uma aproximação da Mecânica Clássica. É 
claro que existem, como veremos, aqueles materiais que se deformam tão 
pouco que podem ser considerados praticamente indeformáveis. 
Normalmente, a deformação é medida percentualmente ou por um número 
puro, em relação a uma medida inicial, como comprimento ou ângulo. Abaixo a 
maneira como mediremos a deformação no ensaio de tração: 
 
 
 
 em mm/mm. 
Evidentemente, a expressão acima é um número puro, mas a unidade referida 
serve para deixarmos claro o significado físico da deformação. Por exemplo, 
uma deformação de 0,025 mm/mm, significa que cada mm de comprimento 
original sob a ação da carga, deforma-se de 0,025 mm. 
A deformação pode também ser expressa em porcentagem, como segue: 
 
 
 
 em % 
É claro que agora temos o significado normal da porcentagem, ou seja, uma 
deformação de 2,5% devida a uma carga P significa que 100 unidades de 
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comprimento deformam-se 2,5 unidades de comprimento devido à mesma 
carga. 
3.3. Resistência mecânica 
Já foi mencionado anteriormente que ao falarmos na resistência mecânica de 
um material precisamos especificar a que tipo de esforço o material resiste e 
em que condições. 
“Resistência é a carga ou tensão máxima suportada pelo material dentro de 
determinadas condições.” 
Assim, falamos em resistência elástica, resistência à carga máxima, resistência 
á ruptura, resistência à torção, ao dobramento, à compressão etc. 
Por outro lado, uma resistência mecânica é utilizada para dimensionarmos uma 
peça, uma barra, uma viga etc. Entretanto, deveremos considerar um fator de 
segurança e utilizarmos uma tensão admissível, como segue: 
 
 ( ) 
 
 
 
 
O fator de segurança, um número maior do que 1, pelo qual se divide a 
resistência para se obter a tensão admissível ou de trabalho, deve ser usada 
pelas seguintes razoes: 
 Deterioração dos metais pela ação do meio ambiente; 
 Variações na distribuição das cargas adotadas no projeto e 
sobrecargas; 
 Dificuldades em garantir-se perfeição na fabricação de uma 
determinada peça; 
 Problemas de transporte, montagem etc. 
O valor do fator de segurança depende muito do caso, mas uma regra geral 
pode ser a seguinte: 
 Materiais dúcteis: 1,5 a 4,0 (materiais que se deformam antes de se 
romper). 
 Materiais frágeis: 5,0 a 8,0 (materiais que rompem praticamente sem 
deformação). 
 
4. Ensaios mecânicos 
Visam estudar o comportamento dos metais quando sujeitos a um determinado 
tipo de esforço. Por eles determinamos as propriedades mecânicas de um 
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material e, com isso, podemos comparar materiais, verificar influências de 
condições de fabricação, recomendar materiais etc. 
Ensaios destrutivos ao lado de ensaios não destrutivos. 
Amostras ou corpos de prova, já que o ensaio, via de regra, não pode ser 
realizado para a peça inteira. 
Normas para padronização de ensaios, por exemplo, da ABNT. 
Comparação de resultados com valores predeterminados. 
Aquisição de materiais.