aula 2 PROPRIEDADES MECÂNICAS FINOM

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PROPRIEDADES MECÂNICAS
Todo material sólido quando submetido a esforços externos tem a capacidade de deformar-se. 
As propriedades mecânicas dos materiais definem o comportamento do material (resposta) quando sujeito a cargas externas, sua capacidade de resistir ou transmitir esses esforços sem se fraturar ou deformar de forma incontrolada.
Três fatores são importantes para avaliar as característica mecânicas:
1-A NATUREZ AS CARGA
Tração
Compressão
Cisalhamento/torção
2- A duração da aplicação da carga
3- As condições do ambiente
TORÇÃO
Torção
 
Torção é referente ao giro de uma barra retilínea quando carregada por momentos (ou torques) que produzem rotação sobre o eixo longitudinal da barra. 
Pode ser exemplificada pelo giro de uma chave de fenda, ocasionada por um torque aplicado no cabo.
Cisalhamento
Um elemento submete-se a esforço de cisalhamento, quando sofre a ação de uma força cortante. 
Agora, partiremos para ensaios mecânicos propriamente dito.
Anteriormente avaliava-se a qualidade de um objeto através do seu uso contínuo, um desgaste rápido que levasse algum defeito da ferramenta era o método para avaliar a sua adequação ao uso. A avaliação era feita depois que o produto estivesse pronto. Nesse ponto entra os chamados “ensaios mecânicos”. As propriedades mecânicas de um material são determinado a partir de ensaios mecânicos. Esses ensaios são realizados a partir de CP (corpos de prova) com dimensões e forma especificadas em normas técnicas. Os ensaios mecânicos simulam esforços que os materiais iram sofrer sobre condições reais de “trabalho”.
As normas técnicas mais comuns  que são utilizadas nos ensaios são:
ABNT (Associação Brasileira de Normas técnicas)
ASTM (American Society for Testing and Materials)
* Corpos de prova: são amostras do material padronizado por normas técnicas que são submetidos a um tipo especifico de ensaio.
Todo ensaio mecânico  pode ser classificado em:
Ensaios Mecânicos Destrutivos: A amostra testada (corpo de prova)  é deformada permanentemente até sua fratura, ou sejam deixam algum sinal no CP, mesmo que não fique inutilizado.
Alguns Ensaios Mecânicos Destrutivos estão listados abaixo;
Tração
Compressão
Fluência
Dobramento
Dureza
Ensaios Mecânicos não Destrutivos: são ensaios que não provocam nenhum tipo de alteração nas propriedades do CP.
Alguns Ensaios Não-Destrutivos estão listados abaixo:
Líquido Penetrante
Emissão Acústica
Exame Visual
Ensaio radiográfico
O ensaio de tração que é  o tipo de ensaio destrutivo utilizado com mais freqüência (comum) nas industrias.
ENSAIO DE TRAÇÃO
O ensaio de tração consiste em  aplicar uma força uniaxial no material, tendendo-o a alongá-lo até o momento de sua fratura. Os CPs (corpos de prova) na maioria das vezes são circulares podendo também serem retangulares. O corpo de prova (sempre padronizado por normas técnicas) é fixado pelas suas extremidades nas garras de fixação da máquina de tração. O corpo de prova é então submetido a um esforço, aplicando uma carga gradativa e registrando cada valor de força correspondente a um diferente tipo de alongamento do material (alongamento este medido por um extensomêtro como mostra a figura). O ensaio termina quando o material se rompe. Para efeitos de reduzir as diferenças entre as dimensões de diferentes corpos de prova, utiliza-se o conceito de tensão convencional ou tensão de engenharia definido por:
σ = F / Ao
F = Força aplicada
Ao = Área da seção transversal do corpo (antes da aplicação da carga)
Já a deformação sofrida pelo Cp pode ser calculada em função do alongamento sofrido durante o ensaio.
ε =  (L f- Lo) / Lo
Lf= Comprimento final
Lo=Comprimento inicial
Os resultados obtidos através do ensaio de tração são “plotados” (fornecidos pela própria máquina de ensaio) em um gráfico chamado de tensão x deformação (σ x ε).
Elasticidade
O comportamento elástico (também chamado módulo de elasticidade) de um material é a capacidade de sofrer deformações reversíveis. Isto é, quando forças exteriores atuam sobre um material e este se deforma, é produzido um trabalho destas forças que se armazena no material como energia potencial elástica. O sólido se comporta elasticamente quando, depois de removidos os esforços, esse incremento na energia interna for reversível (UNIOESTE, 2014). 
Um exemplo claro do módulo de elasticidade é a mola, que se encontra em seu estado de equilíbrio quando não está sendo esticada ou comprimida. Após comprimida ou esticada, a mola produz uma força contrária à do movimento para voltar ao seu estado natural. A Figura 1 esquematiza a forma original de uma mola e como ela se deforma ao ser esticada pela ação de uma determinada força (peso preso à ponta).
Plasticidade
A plasticidade pode ser subdividida em maleabilidade e ductilidade.
O comportamento plástico é a propriedade de um corpo que, ao ser submetido a uma tensão, sofre deformações permanentes depois de superado certos limites de resistência. Como exemplo de materiais plásticos, podemos citar as argilas. Falando de uma perspectiva atômica, a deformação plástica é a recombinação de ligações químicas. Isso quer dizer que, devido à tensão aplicada, os átomos rompem suas ligações com os átomos vizinhos iniciais e formam ligações com novos átomos vizinhos. 
A maleabilidade pode ser medida a quente ou a frio e é definida como a facilidade com que um material se deforma quando está sob ação de pressão ou choque. Diz-se que um material é maleável quando não sofre grandes alterações ou rupturas em sua estrutura sob a ação de, por exemplo, martelo ou forja. Um material é plástico quando sua maleabilidade a frio é grande. (DRB ACESSORIA EDUCACIONAL, 2014).
A ductilidade é a capacidade dos materiais de se deformarem sem se romperem. Pode ser medida por estricção (redução na área de um corpo) ou alongamento. Quanto mais dúctil for um material, maior será a sua capacidade de estricção e o alongamento antes de ocorrer a ruptura. Assim, a ductilidade mede a extensão da deformação antes da fratura (DRB ACESSORIA EDUCACIONAL, 2014).
Tenacidade
A tenacidade é a resistência à fratura. 
Mede a capacidade do material de absorver energia mecânica até a fratura. 
Um material pode ser:
friável (quebra com facilidade. Exemplo: calcita), 
maleável (transformado facilmente em lâminas. Exemplo: ouro, prata e cobre),
séctil (fácil de ser cortado. Exemplo: novamente ouro, prata e cobre),
flexível (pode ser dobrado, apesar de não recuperar seu formato anterior. Exemplo: talco, gipsita) e,
elástico (pode ser dobrado e recuperará seu formato anterior. Exemplo: micas). Frequentemente, materiais dúcteis são mais maleáveis que materiais frágeis
 Dureza
A dureza é a capacidade que o material possui de resistir à abrasão superficial. 
A dureza relativa dos minerais, por exemplo, é medida através da escala de Mohs mostrada na Tabela 1, que consiste em uma lista de materiais agrupados de maneira que os minerais mais acima na lista têm capacidade de riscar aqueles que estão abaixo deles. 
Assim, como o diamante é a substância mais dura que se conhece, é o primeiro da lista e possui índice de dureza igual a 10. Dessa maneira, qualquer substancia pode ser vinculada à escala de Mohs, de acordo com as substâncias padrão nela encontradas. 
Tabela 1 - Escala de Mohs
Fonte: Infopédia, 201 
Resiliência
Resiliência é a maior ou menor resistência de um material a esforços externos dinâmicos (choques, percussão, etc.) sem sofrer deformação permanente ou ruptura, através do acúmulo de energia. 
Materiais com alta resiliência podem ou não ser danificados após tensão, e caso sejam, terão a capacidade de retornar à sua forma normal. A resiliência também pode ser representada em tabela (MSP INFORMAÇÕES TÉCNICAS, 2014).
Fadiga
Fadiga está mais para um problema característico do material sujeito à esforços cíclicos do que para que uma propriedade. Ao ser exposto à esforços dinâmicos por muito tempo, observa-seum enfraquecimento das propriedades mecânicas, que leva à ruptura. A fadiga também pode ser superficial, ocasionando desgaste de peças sujeitas a esforços cíclicos, por exemplo. É comum que ocorra em dentes de engrenagens (DBR ACESSORIA EDUCACIONAL, 2014).