Lista 4 - Larissa Jonaly Rodrigues

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
Materiais para a Indústria Química 
Professor Dr. Dereck Nills Ferreira Muche 
Aluna: Larissa Jonaly Rodrigues 
 RA: 754239 
 
 
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Lista de exercícios 4 – Propriedades mecânicas 
 
1) Considere a curva obtida no ensaio de tração da liga metálica abaixo. NOTE: O gráfico está 
dado em força por deslocamento. 
 
Obs – A inserção dentro da figura é a um aumento na parte elástica da curva. O eixo x da 
inserção também é dado em “Deslocamento (mm)”. Considere que a área deformada do corpo 
de prova é uma chapa de 25mm de comprimento, a área da secção transversal possui largura 
de 6mm e espessura de 2mm (retangular). Utilizando a curva acima, determine as seguintes 
propriedades mecânicas da liga 
a) Módulo de elasticidade (E). 
 
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b) Limite de escoamento (a 0.2% de deformação plástica) 
 
c) Limite de resistência a tração. 
 
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d) Deformação na ruptura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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e) Uma estimativa da tenacidade (explique as aproximações que você usar) 
 
 Note que aqui é um caso de estimativa já que variar do olhar de cada pessoa e também 
porque são aproximações de figuras geométricas as quais geram erros em conseguir 
contemplar toda a área da curva. 
2) Um engenheiro de dimensionamento de reatores está avaliando qual o melhor material para 
ser utilizado como impelidor em seu projeto de reator do tipo batelada. Para tanto, este 
impelidor necessita ser cilíndrico com 120mm de comprimento por 15mm de diâmetro será 
carregado com uma carga de 35kN. Ele não pode se deformar plasticamente e nem reduzir 
seu diâmetro em mais do que 0.012mm. Seu chefe lhe consultou e pediu uma avaliação crítica 
sobre qual dos materiais abaixo podem ser usados para este impelidor, e por que? 
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3) Explique com suas palavras por que a tensão real (verdadeira) é maior do que a de engenharia 
em um ensaio de tração. O mesmo seria verdade em um ensaio de compressão? Por que? 
 Para começar vamos definir as duas tensões novamente, enquanto a tensão real considera 
a dimensão real do corpo de prova, a tensão de engenharia considera a dimensão original do 
corpo de prova para o cálculo da deformação atuante, ou seja, se o corpo de prova tiver uma 
área inicial da seção transversal igual a 100mm², o cálculo da tensão será feito considerando 
as forças aplicadas no teste dividido por essa mesma área. Sendo assim, a tensão da 
engenharia nos induz a acreditar que o material fica mais fraco após ultrapassar o limite de 
resistência a tração, no entanto, pela curva da tensão verdadeira podemos notar que, na 
verdade, o material fica mais forte. É importante mencionar que isso acontece pois no ensaio 
de engenharia é formado um pescoço que reduz área o que não acontece no caso da 
verdadeira. Também é importante mencionar para a parcela elástica do ensaio de tração, 
praticamente não existe diferença entre a curva de engenharia e real. Isso ocorre porque para 
pequenos deslocamentos e variações na área da seção transversal o resultado será o mesmo. 
Isso é muito importante de se observar, pois a maioria dos projetos estruturais na engenharia 
são dimensionadas para operar dentro do regime elástico e consideram teorias de pequenos 
deslocamentos. Além disso nota-se que a grande variação entre a curva de engenharia e real 
ocorre na região da plasticidade do aço devido à ampla diminuição da área da seção causada 
pela estricção. No caso da compressão, também seria alterado a área, sendo assim, teríamos 
a mesma situação do caso da tração, mas nessa situação o valor da engenharia seria maior que 
o verdadeiro. 
 
4) Qual a diferença entre ductilidade, resiliência e tenacidade e qual destas propriedades seria 
relevante para um material a ser empregado na construção de vasos de pressão? 
 A ductilidade é a capacidade que um material tem em deforma-se plasticamente até sua 
ruptura. Já a tenacidade é a capacidade/habilidade que um material tem em absorver energia 
até a sua ruptura quando este é deformado elasticamente. Por fim, a resiliência é a capacidade 
que o material tem em absorver energia no regime elástico quando este é deformado 
elasticamente. Sabendo que os “vasos de pressão são todos os recipientes estanques de 
qualquer tipo, formatos, dimensões ou finalidades, sujeitos ou não à chamas, fundamentais 
nos processos industriais que contenham fluidos e sejam projetados para resistir com 
segurança a pressões internas diferentes da pressão atmosférica, ou submetidos à pressão 
externa, cumprindo assim a função básica de armazenamento” para a construção destes, a 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluido
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propriedade que seria relevante seria a tenacidade pois é necessário saber quanto esse vaso 
aguenta de pressão até romper para poder evitar esse rompimento. 
 
5) Explique de modo sucinto o que é e o que representa o coeficiente de encruamento. 
 Para começar deve-se relembrar que, segundo Callister, o encruamento é o fenômeno 
pelo qual um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente quando submetido à 
deformação plástica, pode ser chamado também de endurecimento por trabalho. O 
encruamento é uma propriedade dos materiais que é caracterizado por um fenômeno de 
endurecimento que ocorre quando um material se deforma plasticamente, sendo avaliado pelo 
seu coeficiente. A obtenção do coeficiente de encruamento de um material se dá por uma 
série de ensaios de dureza com aplicação de uma carga “Q” e medições dos diâmetros das 
impressões obtidos “d”, com os dados formulados e tratados com o auxílio de equações e da 
linearização de um gráfico logarítmico, através do ângulo formado pela curva log Q e log d, 
pode-se obter o coeficiente de encruamento de um material com base na lei de Meyer. 
[OZORIO, Marcelo De Jesus Cevey; MACHADO, Joubert Alexandre; VAN DER MEER, 
Marco. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ENCRUAMENTO POR MEIO DE 
ANÁLISE DE IMPRESSÃO EM ENSAIO DE DUREZA. Anuário Pesquisa e Extensão 
Unoesc Joaçaba, v. 2, p. e13824-e13824, 2017]. Sendo assim, o coeficiente de encruamento 
representa o endurecimento de um material quando este se deforma elasticamente sendo uma 
forma de avalição de quanto um metal dúctil se torna mais duro e mais resistente quando 
submetido à deformação plástica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6) Para uma liga metálica, uma tensão verdadeira de 345 MPa produz uma deformação 
verdadeira de 0,02. Quanto vai uma amostra deste material alongar quando uma tensão 
verdadeira de 415 MPa for aplicada se o comprimento original é de 500 mm (20 pol)? 
Assumir um valor de 0,22 para o endurecimento por tensão expoente, n.