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Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Aula 04 Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.1. O que é a Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis I.2. Elementos Básicos I.2.1. Propriedades Geométricas das Seções Planas I.2.2. Esforços nas Estruturas I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais I.3. Problemas e Métodos Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Comportamento mecânico de um material é a forma como o material responde às solicitações mecânicas, ou seja, às ações de agentes externos sobre um corpo do qual é constituído. Comportamento Mecânico dos Materiais Exemplo: Barra tracionada N N N N Qual são os valores de DL e DD? DL e DD dependem não só da geometria e do carregamento, como também do tipo de material. L D L + DL D – DD Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Para saber como um material se comporta quando submetido a uma determinada solicitação, é necessário submetê-lo a um ensaio, isto é, levá-lo ao laboratório e estudá-lo a partir de experimentos. Comportamento Mecânico dos Materiais Porém, seria impraticável ensaiar o material para todo tipo de solicitação a que ele pode se submeter. No entanto, existe um ensaio muito simples que fornece as principais características mecânicas necessárias à compreensão do seu comportamento. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração corpo de prova A força N é aplicada lentamente até a ruptura da barra s = N/A: tensão normal média na seção transversal da barra, onde A é a área desta seção N N L D N N L + DL D – DD e = DL/L: deformação linear média longitudinal dos pontos da seção et = DD/D: deformação linear média transversal Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração fy fu ey1 ey2 eu Diagrama Tensão – Deformação: OA: zona elástica ou de proporcionalidade O A B C AB: zona ou patamar de escoamento BC: zona de endurecimento s e A N N L + DL D – DD Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração s e Diagrama Tensão – Deformação: fy: Limite de fluência ou de escoamento ey1: Deformação inicial do escoamento ey2: Deformação final do escoamento fu: Limite de resistência à tração ou de ruptura fy fu ey1 ey2 eu O A B C eu: Deformação de ruptura A N N L + DL D – DD Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração s e Diagrama Tensão – Deformação: Em algumas circunstâncias, o ensaio pode resultar no diagrama ao lado. OA’: zona de elasticidade linear A’B’: zona de elasticidade não linear fy fu ey1 ey2 eu O A B C fp ep A’ B’ A N N L + DL D – DD Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração s e Diagrama Tensão – Deformação: fp: Limite de proporcionalidade ep: Deformação de proporcionalidade fy fu ey1 ey2 eu O A B C fp ep A’ B’ A N N L + DL D – DD Em algumas circunstâncias, o ensaio pode resultar no diagrama ao lado. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração s e Diagrama Tensão – Deformação: fy fu ey1 ey2 eu O A B C fp ep A’ B’ Nem todos os materiais apresentam, no seu diagrama tensão – deformação, todas as regiões ou zonas indicadas. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração s e Diagrama Tensão – Deformação: fy fu ey1 ey2 eu O A B C Exemplos: Aço sem “tensões residuais” Tensões residuais são esforços inter-moleculares que podem surgir no material em conseqüência do seu processo de produção ou de fabricação do produto. Nem todos os materiais apresentam, no seu diagrama tensão – deformação, todas as regiões ou zonas indicadas. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração Diagrama Tensão – Deformação: Exemplos: Aço com “tensões residuais” Tensões residuais são esforços inter-moleculares que podem surgir no material em conseqüência do seu processo de produção ou de fabricação do produto. s e fy fu ey1 ey2 eu O B C fp ep A’ B’ Nem todos os materiais apresentam, no seu diagrama tensão – deformação, todas as regiões ou zonas indicadas. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração Diagrama Tensão – Deformação: Exemplos: Concreto (ensaio de compressão) s e fu eu O C No concreto, a zona de elasticidade é, praticamente, imperceptível. Nem todos os materiais apresentam, no seu diagrama tensão – deformação, todas as regiões ou zonas indicadas. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração Diagrama Tensão – Deformação: Exemplos: Madeiras s e fu eu O C fp ep A Nem todos os materiais apresentam, no seu diagrama tensão – deformação, todas as regiões ou zonas indicadas. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração Diagrama Tensão – Deformação: Exemplos: Alumínio s e fu eu O C fp ep A Nem todos os materiais apresentam, no seu diagrama tensão – deformação, todas as regiões ou zonas indicadas. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais Ensaio de Tração s e fy fu ey1 ey2 eu O A B C fp ep A’ B’ Se o ensaio é interrompido na zona elástica e o corpo de prova é descarregado, s e Se o ensaio é interrompido na zona elástica e o corpo de prova é descarregado, o material recupera a forma original (as deformações desaparecem) Diagrama Tensão – Deformação: Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil –