7a Aula_Teórica - Ensaios mecânicos

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Aula 07 – Ensaios Mecânicos
Química Geral e Ciências dos Materiais
Prof. Dr. William Viana
2
O que vamos aprender...
Analisar as propriedades mecânicas dos materiais.
Estabelecer relações entre o conteúdo teórico e o conteúdo prático, com outras disciplinas, com a vida cotidiana e com a atividade profissional.
 Reconhecer os tipos de ensaios mecânicos destrutivos e não-destrutivos.
Apresentar os principais ensaios mecânicos destrutivos e os seus respectivos equipamentos.	
Ensaios Mecânicos
2
TIPOS DE ENSAIOS MECÂNICOS
DESTRUTIVOS:
(Propriedades Mecânicas) Resultados numéricos Resultados qualitativos
NÃO-DESTRUTIVOS: (Propriedades Físicas) Detectar falhas internas
10mm
50mm
Exemplos de Ensaios Destrutivos
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EXEMPLOS DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
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Exame Visual
Líquido Penetrante
Partículas Magnéticas
NECESSIDADE DOS ENSAIOS DESTRUTIVOS
Para qualquer projeto de engenharia é imprescindível o conhecimento das características, propriedades e comportamento dos materiais disponíveis para sua execução;
	O fabricante do material deve realizar ensaios nos materiais que produz para fornecer essas informações aos seus clientes;
	Estes ensaios são realizados sob condições específicas, definidas por normas internacionais. No Brasil essas normas são editadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)
Para saber se os materiais possuem as características que deveriam possuir;
Tipos de esforços em materiais:
Para verificar a resistência do material a tais esforços são realizados testes que são chamados ENSAIOS MECÂNICOS
NECESSIDADE DOS ENSAIOS
Estrutura interna do material
Comportamento mecânico
Comportamento estrutural/projeto
São procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo em conformidade com normas técnicas específicas
A normalização é fundamental para que se estabeleça uma linguagem comum entre fornecedores e usuários dos materiais em todo o globo;
Esses ensaios são realizados tanto pelo fornecedor quanto pelo usuário, a partir de uma amostragem estatística representativa do volume recebido;
O comportamento mecânico de qualquer material de engenharia é função de sua estrutura interna e de sua aplicação em projeto.
metalurgia	mecânica
ENSAIOS MECÂNICOS
As características a que o material especificado deve atender podem ser divididas em 2 categorias:
Características de processamento: propriedades físicas da matéria-prima como função dos processos de fabricação envolvidos na manufatura do produto final;
Características de aplicação: propriedades físicas desejdas no produto acabado como função direta de sua utilização e comportamento estrutural.
CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS
Exemplo: Fabricação de um eixo de transmissão, cuja seqüência operacional, a partir do tarugo de aço obtido pelo vazamento do metal líquido em molde é a seguinte:
Matéria-prima
tarugo de aço
Processo 01
Forjamento
Processo 02
Usinagem
Processo 03 Tratamentos térmicos e termoquímicos
Características de processamento:
Forjabilidade;
Usinabilidade;
Suscetibilidade a tratamentos.
Características de aplicação:
Resistência mecânica;
Resistência ao desgaste;
Ductilidade.
Ensaios mecânicos permitem a determinação de propriedades mecânicas do material, expressas em função de tensões e/ou deformações;
Tensões representam a resposta interna aos esforços externos
que atuam sobre uma determinada área em um corpo;
Principais	propriedades	mecânicas	dos	materiais	obtidos	por ensaio:
Resistência mecânica: representada por tensões;
Elasticidade: deformação no regime elástico;
deformação	no	regime	plástico	antes	da
capacidade	de	estocar	energia	no	regime
energia	total	necessária	para	fraturar	o
Plasticidade: ruptura;
Resiliência: elástico;
Tenacidade:
material.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS
Destrutivos
Ensaios
Não Destrutivos
Estáticos
Dinâmicos
Complementares
Dureza
Impacto
Fadiga
Tração Compressão Flexão Flambagem
Torção
Raio X Ultra Som
Partículas Magnéticas Líquidos Penetrantes
Quanto	à	integridade	geométrica	e	dimensional	da peça ou componente:
	Destrutivos:	provocam	inutilização	parcial	ou	total	da peça;
Não	destrutivos:	não	comprometem	a	integridade	da
peça.
Quanto à velocidade de aplicação da carga:
Estáticos:	carga	aplicada	lentamente	(tração,	dureza,
flexão);
	Dinâmicos:	carga	aplicada	rapidamente	ou	ciclicamente (fadiga e impacto);
Carga	constante:	carga	aplicada	durante	um	longo
período (fluência).
CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS MECÂNICOS:
Determinam que os ensaios devem ser realizados em função da geometria da peça, do processo de fabricação e de acordo com as normas técnicas vigentes:
Ensaios na própria peça;
Ensaios em modelos;
Ensaios em amostras;
	Ensaios	em	corpos-de-prova	retirados	de	parte	da estrutura
MÉTODOS DE ENSAIOS:
As	normas	técnicas	mais	comuns	são	elaboradas	por associações:
ASTM	(American	Society	for	Testing	and Materials)
SAE (Society Automotive Engineers)
ABNT	(Associação	Brasileira	de	Normas Técnicas)
NORMAS TÉCNICAS
ENSAIOS DE DUREZA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
DUREZA
DURÔMETROS
DUREZA
Dureza Vickers
Microdureza Knoop
DUREZA BRINELL
A dureza por penetração, proposta por J.
A. Brinell em 1900, denominada dureza Brinell e simbolizada por HB. Consiste em comprimir lentamente uma esfera de aço, de diâmetro D, sobre uma superfície plana, polida e limpa de um metal através de uma carga, Q, durante um tempo, t.
Esta compressão provocará uma impressão permanente no metal com o formato de uma calota esférica, tendo um diâmetro, d, o qual é medido por um microscópio ou lupa graduada.
𝑆𝑐
𝑯𝑩 = 𝑄 =
𝑄
𝜋𝐷. 𝑝
=
𝜋𝐷
2. 𝑄
𝐷 −	𝐷2 − 𝑑2
𝑚𝑚2
𝑜𝑢	𝑁 
𝑚𝑚2
𝑘𝑔𝑓 
ENSAIOS DE DUREZA: BRINELL
O ensaio padronizado, proposto por Brinell, é realizado com carga de 3.000 kgf e esfera de 10 mm de diâmetro, de aço temperado até HB <500 e esfera de carboneto de tungstênio para valores maiores.
O tempo, t é geralmente de 30 segundos.
Ensaio HB utilizando outros diâmetros (D) de esferas.
ENSAIOS DE DUREZA: BRINELL
Para diâmetros diferentes da esfera (D), utiliza-se um fator de carga para escolha da Força de aplicação em função da HB desejada:
DUREZA VICKERS
Este método de medição de dureza foi introduzido em 1925 por Smith e Sandland, a Companhia Vickers – Armstrong Ltda. fabricou as máquinas mais conhecidas a operar esta dureza.
O penetrador é uma pirâmide de diamante de base quadrada, com um ângulo de 136° e a forma da impressão é um losango regular.
DUREZA VICKERS
Cargas recomendadas e padronizadas: 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 kgf.
Pela medição das suas diagonais da impressão obtém- se a média L, sendo que para uma carga aplicada, Q, pode-se obter a dureza Vickers pela expressão:
𝐻𝑉 =
2𝑄. 𝑠𝑒𝑛 136
2
𝐿2
=
1,8544𝑄
𝐿2
𝑘𝑔𝑓
 𝑚𝑚2
𝑜𝑢	𝑁 𝑚𝑚2
MICRODUREZA VICKERS - EXEMPLOS
DUREZA ROCKWELL
Introduzido por Rockwell em 1922, este método de medição de dureza oferece algumas vantagens significantes, se comparado com os métodos Brinell e Vickers, que fazem esse tipo de dureza ser de grande uso internacional.
O ensaio é realizado com pré-carga e carga final e sua medição é baseada na profundidade de penetração de uma ponta, que pode ser uma esfera de aço ou um cone de diamante (Brale).
ENSAIO DE DUREZA ROCKWELL
A carga do ensaio é aplicada em etapas: Pré-carga e Carga final.
DUREZA ROCKWELL
A leitura do grau de dureza é feita diretamente num mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com uma escala predeterminada, adequada à faixa de dureza do material.
As escalas são: A, B, C D, E, F, G, H, K, L, M, P, R, S e V para dureza comum e escalas N, T, W, X e Y para dureza superficial e aplicações típicas.
DUREZA ROCKWELL
Os
penetradores	utilizados	na
máquina	de	ensaio
de	dureza
Rockwell são do tipo esférico (aço temperado) ou cônico (diamante com 120º de conicidade).
REPRESENTAÇÃODA DUREZA ROCKWELL
O resultado da dureza Rockwell deve ser seguido pelo símbolo HR, com um sufixo que indique a escala utilizada.
Ex: a interpretação do resultado 60HRC:
60 é o valor de dureza obtido no ensaio;
HR indica ensaio de dureza Rockwell;
A letra C indica qual a escala utilizada.
DUREZA ROCKWELL - VANTAGENS
Elimina o tempo de espera para a medição da impressão.
Reduz a possibilidade de erros de leitura da impressão.
É um método mais rápido de medição, pois a dureza é lida diretamente no mostrador, sem necessidade de cálculos.
Usa penetradores menores, possibilitando medições em áreas reduzidas.
DUREZA ROCKWELL - DESVANTAGENS
Necessita pré-avaliação da dureza do material para escolha correta da escala, pré-carga e carga adequadas.
Podem ocorrer erros de leitura por existirem várias escalas próximas umas das outras.
Não informa um valor de força por unidade de área e sim, um valor adimensional.
Usa	penetradores,
pré-cargas,
diferentes	e	portanto
podem
cargas	e	escalas ocorrer
erros	de
combinações,	o	que	leva	a	valores	de	durezas incorretas.
ENSAIOS DE TRAÇÃO
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
ENSAIO DE TRAÇÃO
O corpo de prova é tracionado até romper.
Fratura de
aço dúctil
ENSAIOS DE TRAÇÃO: CORPO DE PROVA
TESTE DE TRAÇÃO
Força aplicada: Obtida por Células de Carga.
Deformação: Obtida por Extensômetro.
ENSAIO DE TRAÇÃO
Formas de fixação dos corpos de prova:
TESTE DE TRAÇÃO – MÁQUINA UNIVERSAL DE ENSAIOS
TESTE DE TRAÇÃO – Gráfico de força x deformação
Carga, P (kN)
Elongação total Deformação uniforme
Deformação elástica
Elongação, Δ L (mm)
*
Carga máxima, Pmax
Carga de Ruptura, Pf
PROPRIEDADES FÍSICAS
Ductilidade e Maleabilidade
Capacidades de um metal ser estirado em fios ou em folhas, respectivamente, sem sofrer ruptura.
Porcentagem de elongação
– Lf = comprimento de elongação
na fratura
– L	= comprimento original
0
Importância
Indica grau de deformação até fratura
Indica grau de deformação
permissível durante fabricação
Lo
Ao
Lf
Af
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
TENSÃO () X Deformação ()
σ = F/A
o
Como efeito da aplicação de uma tensão tem-se a deformação (variação dimensional).
A deformação específica pode ser expressa:
O número de milímetros de deformação por milímetros de comprimento
O	comprimento	deformado	como	uma percentagem do comprimento original
Deformação(ε)= 𝑳𝒇−𝑳𝟎 = ∆𝑳
𝑳𝟎	𝑳𝟎
o
L = comprimento inicial
Lf= comprimento final
Força ou carga
Lbf/in2 (PSI) ou Kgf/mm2 ou N/mm2 ou MPa
Área inicial da seção reta transversal
LEI DE HOOKE
Na fase elástica os metais obedecem à lei de Hooke.
Em 1678, Robert Hooke descobriu que uma mola tem sempre a deformação (ε) proporcional à tensão aplicada (σ), desenvolvendo assim a constante da mola (K), ou lei de Hooke, onde K = σ / ε .
Lei de Hooke: σ = E ε
Ensaio simples de resiliência/elasticidade
Aplicação onde o material deve possuir alta plasticidade
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA E PLÁSTICA
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA
à	deformação
Antecede plástica
É reversível
Desaparece quando a tensão é
removida
É praticamente proporcional à tensão aplicada (obedece a lei de Hooke)
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
É	provocada	por	tensões	que
ultrapassam o limite de elasticidade
É irreversível porque é resultado do deslocamento permanente dos átomos e portanto não desaparece quando a tensão é removida
Plástica
Elástica
MÓDULO DE ELASTICIDADE OU MÓDULO DE YOUNG
aplicada	e	a	deformação	elástica resultante.
Está relacionado com a rigidez do
material	ou	à	resistência	à
deformação elástica
Está relacionado diretamente com as forças das ligações interatômicas
Lei de Hooke: σ= E ε
P
A lei de Hooke só é
válida até este ponto
Tg = E
α
E= σ / ε =Lbf/in2 (PSI) ou Kgf/mm2	ou N/mm2 ou GPa
É	o	quociente	entre	a	tensão
MÓDULO DE ELASTICIDADE OU MÓDULO DE YOUNG
Cálculo do módulo de elasticidade pela carga e área inicial.
𝑬 = 𝟏𝟎𝟎𝟎. 𝑸
𝑺𝟎
O valor da carga é aquele obtido do ponto de cruzamento de uma linha paralela àquela do gráfico de carga (kgf ou N) x deslocamento (mm) com 0,1% da deformação total.
MÓDULO DE ELASTICIDADE PARA ALGUNS METAIS
Quanto maior o módulo de elasticidade mais rígido é o material ou menor é a sua deformação elástica quando aplicada uma dada tensão.
		MÓDULODEELASTICIDADE
[E]	
		GPa	106Psi
	Magnésio	45	6.5
	AlumÍnio	69	10
	Latão	97	14
	Titânio	107	15.5
	Cobre	110	16
	Níquel	207	30
	Aço	207	30
	Tungstênio	407	59
CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE MÓDULO DE ELASTICIDADE
O módulo de elasticidade está diretamente relacionado com as forças Inter atômicas:
Os materiais cerâmicos tem alto módulo de elasticidade, enquanto os materiais poliméricos tem baixo.
O módulo de elasticidade dos metais se encontra em um nível intermediário entre os módulos dos materiais cerâmicos e dos polímeros.
O FENÔMENO DE ESCOAMENTO
Esse fenômeno é nitidamente observado em alguns metais de natureza dúctil, como aços baixo teor de carbono.
Caracteriza-se por um grande alongamento sem acréscimo de carga.
LIMITE DE ESCOAMENTO
Quando não observa-se nitidamente o fenômeno de escoamento, a tensão de escoamento corresponde à tensão necessária para promover uma deformação permanente de 0,2% ou outro valor especificado (obtido pelo método gráfico indicado na figura ao lado)
DUCTILIDADE
A ductilidade é a propriedade física dos materiais de suportar a deformação plástica, sob a ação de cargas, sem se romper ou fraturar.
Ela é caracterizada pelo fluxo do material sob ação de uma tensão cisalhante.
DUCTILIDADE DOS METAIS
A ductilidade é a propriedade que apresentam alguns metais e ligas metálicas quando estão sob a ação de uma força, podendo estirar-se sem romper-se, transformando-se num fio.
Os metais que apresentam esta propriedade são denominados dúcteis.
ESTRICÇÃO E LIMITE DE RESISTÊNCIA
REDUÇÃO DA ÁREA DA SEÇÃO
DUCTILIDADE EXPRESSA COMO ESTRICÇÃO
Corresponde à redução na área da seção reta do corpo, imediatamente antes da ruptura
Os materiais dúcteis sofrem grande redução na área da seção reta antes da ruptura
Estricção = área inicial-área final
área inicial
CÁLCULO DA DUCTILIDADE PELA REDUÇÃO DE ÁREA OU ESTRICÇÃO
RA(%) = (S0 – Sf )100
S0
No caso	de corpos de prova cilíndricos
S0 = πd02	e	S f = πdf2 4			4
RA (%) = π /4 (d02 –df2)100	=	(d02 – df2)100
π/4.d02
d02
OUTRAS INFORMAÇÕES QUE PODEM SER OBTIDAS DAS CURVAS TENSÃO X DEFORMAÇÃO
Corresponde à capacidade do material de absorver energia quando este é deformado elasticamente.
A propriedade associada é dada pelo módulo
de resiliência (UR)
Materiais resilientes são aqueles que têm alto limite de escoamento e baixo módulo de elasticidade (como os materiais utilizados para molas)
Resiliência
𝑈𝑅 =
𝜎2
2𝐸
𝜀𝑝	𝜀𝑝
𝑈𝑅 =	𝜎 𝑑𝜀 =	𝐸. 𝜀 𝑑𝜀 = 𝐸
0	0
2
𝜀2 𝜀𝑝
𝜀2
= 𝐸 2
𝜎
𝜀 = 𝐸
𝑒𝑛𝑡ã𝑜
𝑈𝑅=
𝐸 2
.
𝜎2
𝐸2
𝜎2
= 2𝐸
𝜎p
Tensão de proporcionalidade
Módulo de resiliência
OUTRAS INFORMAÇÕES QUE PODEM SER OBTIDAS DAS CURVAS TENSÃO X DEFORMAÇÃO
Tenacidade
Corresponde à capacidade do material de absorver energia até sua ruptura.
tenacidade
GRÁFICO TENSÃO x DEFORMAÇÃO DE AÇO DÚCTIL
Rutura
Escoamento
Regiãodedeformaçãoplástica
Regiãode deformaçãoelástica
Tensãode rutura
Tensãode escoamento
Tensão
Tensão máxima
estricção
LE = Qesc./So
LR = Qmáx./So
Lrut.= Qrut./So
Unidade: MPa
Deformação
Limite de resistência à tração = Tensão máxima
Ruptura
Tensão σ(MPa)
LR
LE
ruptura
(fratura)
Encruamento
(Fase Plástica)
Estricção
(instabilidade)
Resiliência
Tenacidade
ENSAIO DE TRAÇÃO DE UM AÇO DE BAIXO CARBONO LAMINADO À QUENTE (AÇO ESTRUTURAL)
Deformação ε(%)	ductilidade (alongamento)
E médio dos aços = 21.000 kgf/mm2 = 206.000 MPa = 206 GPa
Escoamento
Fase Elástica : (E = módulo d
= E  (Lei de Hooke) e elasticidade)
LE
Lrup.
Alongamento percentual (ε)
Patamar de EscoamentoEncruamento
Estricção
(Instabilidade)

σ
ε
ENSAIO DE TRAÇÃO- AÇO ESTRUTURAL	ASTM	A36
CURVA TENSÃO	X DEFORMAÇÃO
Qual é a propriedade mecânica mais fácil de
determinar e a mais precisa?
LR
Estricção
Variação Carbono
σ	Aço de alto carbono
Aço de médio carbono
Aço de baixo carbono
ε
66
ENSAIO DE TRAÇÃO
das	propriedades	mecânicas	com	o	Teor	de
ENSAIO DE TRAÇÃO
67
FRÁGIL
DÚCTIL
FRATURA
68
Dúctil
Frágil
ENSAIO DE TRAÇÃO X ENSAIO DE COMPRESSÃO
69
Materiais dúcteis Ensaio de tração
Materiais frágeis Ensaio de compressão
ENSAIO DE TRAÇÃO E TRATAMENTOS TERMICOS
70
Tensão
Temperado
Revenido
Recozido
Deformação
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
ENSAIOS DE IMPACTO
ENSAIO DE IMPACTO
máquina
Ao	lado
abaixo	corpos
de		ensaios, de	prova	e
posição de impacto
a) Ensaio Charpy	b) Ensaio Izod
ENSAIOS DE IMPACTO
Com	o	corpo	de	prova	posicionado	na	máquina,	uma	carga dinâmica é liberada (energia potencial).
A diferença entre as energias inicial e final corresponde à energia
absorvida pelo material.
ENSAIOS DE IMPACTO MODELO DE MÁQUINAS PARA O
ENSAIO
ENSAIOS DE IMPACTO
TIPOS DE CORPOS DE PROVA CHARPY
Baseado na norma ASTM E-23
A seção transversal é quadrada com 10mm de lado e o comprimento é de 55mm.
Entalhe fica centralizado na amostra. São divididos em três
Tipo A = entalhe em “V”
Tipo B = entalhe em “fechadura” Tipo C = entalhe em “U”
ENSAIOS DE IMPACTO
TIPOS DE CORPOS DE PROVA - CHARPY
ENSAIO IZOD
Norma	ASTM E-23
No ensaio Izod o corpo de prova é fixado por um par de garras na posição vertical.
TIPOS DE FRATURA DE ENSAIOS CHARPY - A
•
Dúctil	=	aspecto	áspero,	apresenta
deformação
plástica	e	resistência	suficiente	para	suportar determinada carga
a) Cobre
b) Aço de baixo teor de carbono
FRATURA DÚCTIL DE ENSAIOS CHARPY- A
A fratura dúctil, geralmente ocorre em temperaturas elevadas e em materiais com estrutura cristalina CFC, tais como, alumínio, cobre, aço inoxidável, níquel, etc.
Na figura ao lado, nota-se ao centro a região áspera e deformação nas laterais.
TIPOS DE FRATURA DE ENSAIOS CHARPY - A
Frágil = aspecto liso, rompe sem deformação plástica e de forma brusca
a) Latão
b) Aço baixo carbono a baixas temperaturas
FRATURA FRÁGIL EM MATERIAIS DÚCTEIS
A existência de trincas no material, a baixa temperatura e a alta velocidade de carregamento constituem os fatores básicos para que ocorra uma fratura do tipo frágil nos materiais metálicos dúcteis.
Temperatura de transição: Caracteriza mudança no tipo de ruptura (dúctil ou frágil)
Relação	da	energia	absorvida	pelo	material	com	a temperatura de ensaio.
ANÁLISE DA TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO
Os metais que têm estrutura cristalina CFC, como o cobre, alumínio, níquel, aço inoxidável austenítico, não apresentam temperatura de transição, ou seja, os valores de impacto não são influenciados pela temperatura.
Por isso esses materiais são indicados para trabalhos em baixíssimas temperaturas, como tanques criogênicos, por exemplo.
FATORES QUE INFLUENCIAM A TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO
Tratamento térmico - Aços-carbono e de baixa liga são menos sujeitos à influência da temperatura quando submetidos a tratamento térmico que aumenta sua resistência;
Grãos	grosseiros
tendem	a	elevar	a	temperatura	de
em
transição,	de	modo	a	produzir	fratura	frágil temperaturas mais próximas à temperatura ambiente;
FATORES QUE INFLUENCIAM A TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO
Grãos finos abaixam a temperatura de transição;
Materiais encruados que sofreram quebra dos grãos que compõem sua estrutura, tendem a apresentar maior temperatura de transição;
A presença de impurezas fragilizam a estrutura do material, porém, tendem a elevar a temperatura de transição;
A adição de elementos de liga, como o níquel, por exemplo, tende a melhorar a resistência ao impacto, mesmo a temperaturas mais baixas;
FATORES QUE INFLUENCIAM A TEMPERATURA DE TRANSIÇÃO
Processos de fabricação: um mesmo aço, produzido por processos diferentes, possuirá temperaturas de transição diferentes;
A forma de retirada do corpo de prova dos materiais em análise interfere na posição das fibras do material.
FORMAS DIFERENTES DE OBTENÇÃO DOS CORPOS DE PROVA.
A: com o entalhe na posição transversal às fibras do material;
B: posição intermediária
C: com o entalhe no mesmo sentido das fibras do material
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
A compressão é um esforço axial, que tende a provocar um encurtamento do corpo submetido a este esforço.
Os corpos de prova são submetidos a uma força axial, distribuída de modo uniforme em toda a seção transversal do corpo de prova.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
avaliar		essas quando	se	trata
características, de	materiais
ferro	fundido,	madeira,	pedra	e
Indicado		para principalmente frágeis,	como concreto.
É também recomendado para produtos acabados, como molas e tubos.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
O ensaio de compressão não é muito utilizado para os metais em razão das dificuldades para medir as propriedades avaliadas neste tipo de ensaio.
O ensaio de compressão é mais utilizado para materiais frágeis: O Limite de Resistência é a propriedade avaliada.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
Propriedades	mecânicas	avaliadas	para	os materiais dúcteis na zona elástica:
Limite de Proporcionalidade;
Limite de Escoamento;
Módulo de Elasticidade.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
Ocorrência de flambagem: Ocorre pela instabilidade na compressão do metal dúctil.
Dependendo das formas geométricas e da fixação do corpo de prova, há diversas	possibilidades	de encurvamento.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
Deformação Elástica: após cessar os esforços externos, o material volta às dimensões de origem.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO
Deformação Plástica: após cessar os esforços externos, o material não volta às dimensões de origem. Neste caso permanece ainda uma deformação residual elástica.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO EM TUBOS:
Consiste em colocar uma amostra de um segmento de tubo deitada entre as placas da máquina de compressão e aplicar carga até achatar a amostra.
ENSAIOS DE COMPRESSÃO EM TUBOS:
O resultado é avaliado pelo aparecimento ou não de fissuras, ou seja, rachaduras, sem levar em conta a carga aplicada.
Este ensaio permite avaliar qualitativamente a ductilidade do material, do tubo e do cordão de solda do mesmo, pois quanto mais o tubo se deformar sem trincas, mais dúctil será o material.
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
ENSAIOS DE CISALHAMENTO
ENSAIOS DE CISALHAMENTO
O	cisalhamento	é	resultante	de	forças
	cortantes	e	que	se	movimentam
	paralelamente	em	sentidos	opostos
	uma a outra.		
No	caso
aplicada
do	cisalhamento,	a	força	é ao		corpo	na			direção
perpendicular ao seu eixo longitudinal.
ENSAIOS DE CISALHAMENTO
Como resposta ao esforço cortante, o material desenvolve em cada um dos pontos de sua seção transversal uma reação chamada resistência ao cisalhamento.
A resistência de um material ao cisalhamento, dentro de uma determinada situação de uso, pode ser determinada por meio do ensaio de cisalhamento.
ENSAIOS DE CISALHAMENTO
Dispositivos para o ensaio:
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
ENSAIOS DE FLEXÃO
ENSAIOS DE FLEXÃO
O ensaio de flexão é realizado em materiais frágeis e em materiais resistentes, como o ferro fundido, alguns aços, estruturas de concreto e outros materiais que em seu uso são submetidos a situações onde o principal esforço é o de flexão.
ENSAIOS DE FLEXÃO
Posiciona-se um extensômetro no centro e embaixo do corpo de prova para fornecer a medida da deformação que chamamos de flecha, correspondente à posição de flexão máxima.
ENSAIOS DE FLEXÃO
Principal propriedade avaliada:
- Tensão de Flexão
O produto da força pela distância do ponto de aplicação da força ao ponto de apoio origina o que chamamos de momento, que no caso da flexão é o momento fletor (Mf)
ENSAIOS DE FLEXÃO
Aplicação da força em função da distância;
ENSAIOS DE FLEXÃO
Aplicação	da	força	em	função	do	posicionamento	da estrutura:MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
ENSAIOS DE TORÇÃO
ENSAIOS DE TORÇÃO
Uma força é aplicada em torno do eixo longitudinal, enquanto
a outra extremidade está engastada.
Se	um	certo	limite	de	torção	for	ultrapassado	o	corpo	se
romperá
ENSAIOS DE TORÇÃO
A força provoca uma deformação elástica no Eixo.
Esta	força momento
resulta torsor
em		um no	eixo,
também chamado de torque.
ENSAIOS DE TORÇÃO: PROPRIEDADES AVALIADAS
Para	os
materiais
submetidos a esforços de torção, o máximo torque aplicado ao eixo deve ser inferior ao Limite de Proporcionalidade.
TIPOS DE FRATURAS NO ENSAIO DE TORÇÃO
Materiais dúcteis: Apresentam
segundo	um
fratura plano
perpendicular	ao
seu
eixo longitudinal.
Materiais frágeis: Apresentam fratura não plana e	com	inclinação	de	45º	em
relação	às	superfícies	de fratura e o eixo longitudinal.
ENSAIOS DE TORÇÃO:
Máquina para ensaio de Torção
Exercícios
Porque estudar as propriedades dos materiais?
Quais as principais propriedades mecânicas?
Como se determinam as propriedades mecânicas?
Quais os tipos de tensões?
Qual o conceito de tensão e de deformação?
Quais os tipos de deformação? Quais são suas características?
O que é resistência a tração?
O que é ductilidade?
O que é resiliência?
O que é tenacidade?
Qual a relação do módulo de elasticidade com sua deformação elástica?
Quais são os dois tipos de fratura que existem? Explique cada tipo.
Em materiais onde a região de escoamento não está definida o que fazer para defini-la?
O que é dureza? Quais são os tipos de ensaios de dureza?
BIBLIOGRAFIA
SOUZA, Sérgio Augusto. Ensaios mecânicos de materiais metálicos. Fundamentos teóricos e práticos. São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda.,5 ed., 1982.