Propriedades Mecânicas dos Materiais

Prévia do material em texto

Propriedades Mecânicas dos Materiais 
Os carregamentos aplicados em seções circulares, quadradas e retangulares podem ser de 
tração, compressão e cisalhamento simples ou duplo. 
 
A tração ocorre quando as forças aplicadas atuam em sentidos contrários, tracionando 
(puxando) o corpo, fazendo com que sua seção transversal diminua e seu comprimento 
aumente. Para calcular a tensão de tração, usamos a formula que relaciona a força aplicada 
com a área: 
 
Tração (N) 
m – massa (kg) 
a – aceleração (m/s²) 
g – gravidade (m/s²) 
 
 
 
O cálculo da tração leva em conta como ela é aplicada, e isso depende de múltiplos 
fatores, como quantidade de corpos que compõem o sistema a ser estudado, o ângulo que 
é formado entre a força de tração e a direção horizontal e também o estado de movimento 
dos corpos. 
 
✓ Exemplo: 
 
 
 
A corda presa nos carros acima é usada para transferir uma força, que puxa um 
dos carros. 
 
 
A compressão é quando as forças que atuam sobre o corpo fazem com que ele seja 
comprimido (esmagado), causando uma deformação, onde a área da seção transversal é 
aumentada e seu comprimento diminuído. Matematicamente, podemos usar as seguintes 
fórmulas para calcular a tensão de compressão no corpo: 
 
✓ Exemplo: 
 
A tensão de cisalhamento ocorre quando a força atua de forma tangencial ao corpo, 
provocando um deslocamento em planos diferentes. Pode ser simples, que possui apenas 
um ponto de cisalhamento ou duplo, quando a força aplicada provoca dois pontos de 
cisalhamento. 
 
✓ Exemplo: 
 
 
A tensão admissível é um valor máximo de carga que o corpo suporta antes que atinja a 
sua tensão de ruptura, que é quando ocorre a ruptura da seção. Essa tensão, é obtida 
através da divisão: 
 
Para que o objeto não chegue a se romper, é aplicado sobre sua tensão de ruptura um fator 
de segurança, definindo assim a tensão admissível do corpo para que ele trabalhe em 
segurança. 
 
A tensão vs deformação é a propriedade mecânicas dos materiais e está ligado 
diretamente com as propriedades dos matérias, que influenciam em como sua geometria 
reagem sobre determinada força aplicada sobre ele, podendo ele suportar uma maior carga 
ou se deformar com pequenas cargas aplicadas. 
Essas propriedades podem caracterizar um material como frágil, que é quando se rompe 
com facilidade e tem pouca ou nenhuma deformação plástica, por exemplo o ferro 
fundido. E dúctil, quando um material se deforma antes de ocorrer a ruptura, como 
exemplo os metais. 
A deformação do corpo pode ocorre quando uma força excede seus limites. Quando esse 
corpo deforma, sem ultrapassar o limite de elasticidade, podemos dizer que é uma 
deformação elástica reversível. Já quando ultrapassa esse limite, tem uma deformação 
plástica, que é quando o corpo não retorna as suas características iniciais. Para calcular a 
deformação de um corpo, usamos a seguinte fórmula que associa a variação do 
comprimento com o comprimento inicial: 
 
x – deformação da mola (m) 
LF – comprimento final da mola (m) 
L0 – comprimento inicial da mola (m) 
 
 
Tendo definido a deformação lateral e longitudinal do corpo é possível obter o coeficiente 
de Poisson, que nada mais é: 
Coeficiente de Poisson= (Δe/eo) / (Δl/lo) 
Sendo: 
Δe – variação da dimensão transversal; 
eo – dimensão transversal inicial; 
Δl – variação da dimensão longitudinal; 
lo – dimensão longitudinal inicial. 
 
 
 
 
O coeficiente de Poisson tem uma variação de 0,00 até 0,50.