Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 1/30 SELEÇÃO DE MATERIAISSELEÇÃO DE MATERIAIS MECÂNICOSMECÂNICOS PROPRIEDADESPROPRIEDADES TÉRMICAS E SELEÇÃOTÉRMICAS E SELEÇÃO DE MATERIAISDE MATERIAIS Autor: Dra. Roberta Paye Bara Revisor : A l lan Berbert I N I C I A R 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 2/30 introduçãoIntrodução Para iniciar uma seleção de materiais, é imprescindível compreender as propriedades dos materiais, incluindo propriedades térmicas. Dentre as propriedades térmicas, destacam-se a condutividade térmica e a expansão térmica, a qual de�nirá a dilatação ou a contração dos materiais com a alteração da temperatura. Dessa forma, analisaremos as propriedades térmicas e, após isso, serão abordados os tópicos relacionados às diversas propriedades dos materiais, destacando-se as mais utilizadas e a representação destas por meio de diagramas, nos quais será possível identi�car o comportamento dos materiais conforme suas propriedades. Por �m, serão apresentados os índices de materiais, a estratégia de seleção de materiais e como esses assuntos são aplicados à vida pro�ssional de um engenheiro. 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 3/30 É importante conhecer as propriedades térmicas dos materiais para: prever como vão reagir conforme os estímulos externos de mudança de temperatura; prever e controlar dilatação ou contração do material, ou condução de temperatura; e prever a possibilidade de fraturas em função da alteração de temperatura. Há materiais que sofrem choque térmico, ou seja, uma fratura frágil resultante de alteração rápida na temperatura. A capacidade calorí�ca de uma substância descreve a quantidade de calor necessária para aumentar uma unidade da temperatura por um mol desse material. Quando é utilizada a unidade de massa, é conhecida como calor especí�co. O aumento da energia dos materiais sólidos está relacionado com a energia vibracional dos átomos. Um quantum de energia vibracional é intitulado fônon. Condutividade Térmica PropriedadesPropriedades Térmicas dosTérmicas dos MateriaisMateriais 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 4/30 A condutividade térmica corresponde ao transporte do calor transmitido ao longo do material, da parte mais quente para a mais fria. Essa característica é denominada condutividade térmica e depende do �uxo de calor e do gradiente de temperatura através do meio de condução É dada pela seguinte relação: , em que possui parte da condução no eixo e parte da condução no eixo Para isso, vamos utilizar os versores correspondentes. Teremos então: Substituindo na equação de �uxo de calor: Vale lembrar que nos casos em que se tratar de um sólido, teremos a respectiva representação do gradiente para o eixo e seu versor , que não pode ser confundido com a condutividade térmica do material . Nesse momento, serão considerados materiais lineares, ou seja, vamos trabalhar apenas com a coordenada . Deixaremos a cargo do aprofundamento desse conteúdo a utilização das três coordenadas para a área de transferência de calor e massa. (k) (q) (▽T ) . q = − k . ▽T ▽T x y. ▽T = + ∂T ∂x i ̂ ∂T ∂y j ̂ q = − k ( + )∂T ∂x i ̂ ∂T ∂y j ̂ z k̂ k x 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 5/30 Essa equação é válida quando não há variação do �uxo de calor com o tempo, também denominado como transporte de calor em regime estacionário. Fraturas por choque térmico ocorrem com maior probabilidade em materiais cerâmicos e, no geral, os materiais metálicos são bons condutores térmicos, por exemplo, prata (Ag), cobre (Cu), alumínio (Al) e aço (liga de ferro). saibamaisSaiba mais Os versores são os vetores unitários dos eixos cartesianos para o eixo , para o eixo e para o eixo . Para mais informações sobre versores, acesse a página 67 do livro Álgebra Vetorial e Geometria Analítica, de Jacir Venturi. ACESSAR î x ĵ y k̂ z https://www.geometriaanalitica.com.br/ 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 6/30 Veja no quadro a seguir os valores de condutividade térmica de alguns materiais. saibamaisSaiba mais O gradiente de uma função é um vetor composto pelas derivadas parciais da função em relação a cada uma das variáveis independentes que a função contém. Vale ressaltar que para uma função de primeiro grau F(x), a variável independente é x, bem como para uma função F(x,y), temos que x e y são variáveis independentes. Para mais informações sobre gradiente, acesse o vídeo a seguir. ASS IST IR 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 7/30 Quadro 2.1 - Condutividade térmica de alguns materiais Fonte: Adaptado de Callister Jr. e Rethwisch (2018, p. 726). A condução do calor nos materiais sólidos ocorre através do transporte do calor pelos elétrons livres e por ondas vibracionais da rede, ou fônons. Por isso que nos metais puros a condutividade térmica é mais elevada, em função de uma maior presença de elétrons livres, por exemplo, o ouro, cuja condutividade térmica é 315 . Vale a recíproca, ou seja, materiais com menor quantia de elétrons livres apresentam menor condutividade térmica, como é o caso dos polímeros, por exemplo, o nylon 6,6 com condutividade térmica de 0,24 (CALLISTER JR.; RETHWISCH, 2018) e (SMITH; HASHEMI, 2012). A condutividade térmica descreve a habilidade dos materiais em transferir energia térmica após um estímulo externo de variação de temperatura. Sabendo que a relação de energia por tempo é joules por segundo, que é o mesmo que a unidade watts, temos que a unidade da condutividade térmica é a relação da transmissão da energia térmica considerando as dimensões do material e a temperatura. Dessa forma, sua unidade é watt por metro por kelvin . Veja, no infográ�co a seguir, a condutividade térmica das principais classes minerais: Material Condutividade térmica Material Condutividade térmica Cobre 398 Vidro borossilicato (Pyrex) 1,4 Ouro 315 Polipropileno 0,12 Alumínio 247 Nylon 6,6 0,24 [ ]W m . K [ ]W m . K W m . K W m . K ( )W m.K 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 8/30 CONDUTIVIDADE TÉRMICA (W/MK) DAS PRINCIPAIS CLASSES MINERAIS É necessário compreender a condutividade térmica e a necessidade de analisá-la para evitar falhas por tensões térmicas no caso dos materiais 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592_… 9/30 cerâmicos ou metálicos, ou no caso dos polímeros por também não considerar a temperatura de fusão cristalina (Tm) e a temperatura de transição vítrea (Tg). Coe�iciente de Expansão Linear O coe�ciente de expansão linear de um material faz parte da compreensão da expansão ou contração de um material sólido, que dilata ao ser submetido a um aumento de temperatura e contrai quando resfriado. A expansão térmica pode ser analisada a partir de uma perspectiva atômica, utilizando um grá�co da energia potencial em função da separação interatômica, conforme podemos observar na �gura seguir. A energia cinética aumenta com a temperatura. Observe que o valor da separação interatômica varia entre os dois pontos da curva (o ponto médio entre esses dois pontos), de�nidos pela interseção de uma mesma reta horizontal,como no grá�co (a) onde é maior que . Assim, ocorre a expansão térmica no grá�co (a), que não é simétrico. Observe que no grá�co não simétrico a separação interatômica aumenta com a elevação da temperatura, ou seja, aumenta de para , e assim sucessivamente. Enquanto que no grá�co simétrico da energia potencial em r5 r1 r0 r1 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 10/30 função da distância interatômica não ocorre nenhum aumento na separação interatômica em função do aumento de temperatura, ou seja, é igual a , e assim sucessivamente (todos iguais). Considerando um material no formato linear, essa alteração de temperatura resulta em uma mudança no comprimento do material, em que a variação do comprimento é proporcional à variação da temperatura na qual o material foi submetido. O coe�ciente de expansão térmica ( ) descreve essa proporcionalidade. O é também conhecido como coe�ciente de expansão térmica linear. Em que , considerando a temperatura �nal, a temperatura inicial, o comprimento �nal e o comprimento inicial do material (CALLISTER JR. e RETHWISCH, 2018). Por exemplo: qual é o comprimento �nal de uma haste de cobre, sabendo que , e comprimento inicial de ? Solução: Primeiro, identi�que os valores, observe que a temperatura já foi dada em graus Celsius que corresponde com a unidade do coe�ciente de expansão térmica linear, mas, se estivesse em Kelvin, precisaria converter. Além disso, como a variação da temperatura é positiva, então, teremos uma expansão do material porque ele dilatou com o aumento da temperatura. A partir de , substituindo os valores dados no enunciado temos = que é o mesmo que No quadro a seguir, podemos conferir os valores do coe�ciente de expansão térmica linear de alguns materiais. Observe os valores e analise a relação entre o coe�ciente e a expansão. r0 r1 αl αl ( − ) = ( )αl Tf T0 − lf l0 l0 Tf T0 lf l0 = 17 × αl 10 −6 ∘C−1 ΔT = 50 C∘ 20 mm ( − ) = ( )αl Tf T0 − lf l0 l0 17 × . (50 C) = ( )10−6 ∘C−1 ∘ − 20 mmlf 20 mm 17 × . (50) . (20 mm) = − 20 mm 10−6 C ∘ C∘ lf 17 × × = − 20 mm103 10−6 lf = 17 × + 20 = 20, 017 mmlf 10 −3 αl 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 11/30 Quadro 2.2 - Coe�ciente de expansão térmica linear de alguns materiais Fonte: Adaptado de Callister Jr. e Rethwisch (2018, p. 726) Observe que quanto maior o coe�ciente maior é a expansão. As tensões térmicas ocorrem quando o material não tem espaço para dilatar ou contrair. Dessa forma, esses pontos de restrição se tornam pontos de tensão térmica que podem resultar em uma deformação plástica indesejável ou a uma ruptura do material. Essas tensões surgem quando há mudança abrupta de temperatura, pois as alterações dimensionais do material não acompanham a velocidade da mudança de temperatura. Podendo resultar, inclusive, em fratura por choque térmico, que ocorre com maior frequência nos materiais cerâmicos (que são mais frágeis). praticarVamos Praticar Material Material Cobre 17,0 Vidro borossilicato (Pyrex) 3,3 Ouro 14,2 Polipropileno 145 - 180 Alumínio 23,6 Nylon 6,6 144. [× ]αl 10−6 ∘C −1 [× ]αl 10−6 ∘C −1 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 12/30 1Calcule o comprimento �nal de uma haste de vidro (Pyrex) utilizada para misturar sucos e batidas, que foi derrubada dentro de uma panela com água fervendo, sabendo que e que seu comprimento inicial era de . Para o cálculo, considere que o local estava em temperatura ambiente de 25°C. Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta para o cálculo realizado. a) Aproximadamente . b) Aproximadamente . c) Aproximadamente . d) Aproximadamente . e) Aproximadamente . = 3, 3 × αl 10 −6 ∘C−1 150 mm 150, 11 150, 049 150, 37 150, 037 150, 011 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 13/30 Para compreender as propriedades dos materiais, é possível analisar os dados obtidos em ensaios mecânicos por meio da análise dos dados em tabelas ou estes mesmos dados representados em grá�cos. Os diagramas das propriedades dos materiais apresentam as propriedades mecânicas dos materiais de forma grá�ca, facilitando a interpretação dos dados e auxiliando na escolha de materiais conforme a aplicação. A escolha dos materiais na criação de um produto irá de�nir a vida útil do produto. No geral, há outros aspectos a serem considerados durante a seleção de materiais do que quais possuem a melhor e�ciência e durabilidade. Um exemplo de produto que foi criado a partir de materiais que propiciaram uma alta durabilidade é a lâmpada de mais de 100 anos nos bombeiros da Califórnia. Diagrama eDiagrama e Propriedades dosPropriedades dos MateriaisMateriais 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 14/30 Para realizar a seleção de materiais para o desenvolvimento do produto, é necessário compreender quais propriedades deve se esperar deste e veri�car quais materiais se enquadram no per�l desejado. Para isso, é importante saber quais são as propriedades que podemos analisar nos materiais. Propriedades dos Materiais As propriedades dos materiais descrevem como se comportam conforme os estímulos externos que recebem, seja de atrito, de �exão, capacidade de absorver energia durante um impacto, de deformação, mudança de temperatura ou presença de campo elétrico. saibamaisSaiba mais Na Califórnia, um prédio do Corpo de Bombeiros chama a atenção por possuir uma lâmpada que está acesa desde 1901. Essa lâmpada é tão famosa que possui página na internet onde é possível acompanhar seu brilho 24h por dia. No site da BBC, é possível encontrarmos todas as informações para entendermos melhor esse caso. O conteúdo está disponível no link a seguir. ACESSAR https://www.bbc.com/portuguese/geral-44612144 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 15/30 As propriedades dos materiais são divididas em propriedades mecânicas, propriedades de fabricação, propriedades químicas, propriedades físicas, propriedades térmicas, propriedades elétricas, propriedades magnéticas, propriedades ópticas e propriedades mecânicas. Dentre todos esses grupos de propriedades dos materiais, seguem as mais analisadas de acordo com Callister Jr. e Rethwisch (2018), Smith e Hashemi (2012) e Santos (2015): Resistência mecânica: é a resistência à tração e à compressão; Tensão de ruptura: é o ponto de tensão, no qual ocorre a ruptura do corpo de prova; 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 16/30 Módulo de Young: é a capacidade de um material em ser rígido (está relacionado com a elasticidade linear de um material); Soldabilidade: resistência à solda; Usinabilidade: capacidade de ser usinado; Elasticidade: característica do material de, após uma deformação, retornar à forma original; Dureza: característica em que o material resiste à penetração de outro; Ductilidade: capacidade do material de resistir a uma força sem se romper (resistência ao choque); Fragilidade: característica do material de se romper quando em contato com uma força (contrário, portanto, da ductilidade); Tenacidade: é a resistência a impacto, vibrações ou golpes. Temperatura de transição dúctil-frágil: é a temperatura na qual o material deixa de ser dúctil e se torna frágil; Resistência à corrosão: capacidade do material de resistir na presença de agentes corrosivos; Resistência à fadiga:capacidade de resistir à diversos ciclos de tração e compressão; Comportamento em alta temperatura: analisa o estado físico do material e sua resistência mecânica; Conformabilidade: capacidade do material de se conformar nos processos fabricação; Condutividade térmica: capacidade de transferir calor; Expansão térmica: característica relacionada à dilatação ou à contração em função de mudança de temperatura; Condutividade elétrica: capacidade de conduzir corrente elétrica; Resistividade: característica do material de resistir à passagem de corrente elétrica; Densidade: quantidade de massa que a substância ocupa por volume. A escolha de quais propriedades serão analisadas em um projeto de desenvolvimento de produto dependerá dos objetivos que o produto deverá contemplar, conforme as condições em que estará submetido em sua 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 17/30 condição de utilização (na sua aplicação durante a vida útil). De�nindo as propriedades que o material deverá possuir �ca mais fácil decidir qual material utilizar na fabricação do produto. Diagramas de Propriedades Há diagramas que representam várias propriedades para vários materiais como a Figura 2.2, que apresenta, a seguir, um mapa das propriedades: resistência (strength), densidade (density) e módulo de Young (Young’s modulus). Na �gura apresentada anteriormente, os metais estão representados em vermelho, os cerâmicos em amarelo e os polímeros em azul. Diagramas como nesse mapa servem para exempli�car a interseção dos valores, mas di�cultam a visualização. O intervalo de desempenho de cada material é representado nos diagramas de propriedades, como podemos conferir a seguir no diagrama barras. 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 18/30 O nome dos materiais está representado no diagrama em correspondência aos seus respectivos valores de módulo de Young, mas observe que está separado em colunas conforme o tipo de material: metal (metals), polímeros (polymers), cerâmicos (ceramics) e compósitos (hybrids). É possível representar duas propriedades de materiais no mesmo diagrama. Veja a seguir. No diagrama de módulo de Young, pela densidade, temos a representação dos materiais cerâmicos em laranja (ceramics), os metais em vermelho, os compósitos (composites) em roxo, polímeros em azul-escuro e as borrachas em azul-claro (também denominadas de elastômeros e, em inglês, de elastomers). Figura 2.3 - Diagrama de barras do módulo de Young Fonte: Ashby (2011, p. 60). 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 19/30 Observe que há áreas de interseção, como entre os cerâmicos e os metais (em laranja escuro). Isso signi�ca que há materiais metálicos e cerâmicos com as mesmas propriedades de módulo de Young e de densidade. Nesse caso, se esses dois materiais fossem opções para o desenvolvimento de um produto, o critério de desempate para de�nir a seleção do material poderia ser o custo do material, sendo selecionado o mais barato. É possível identi�car os materiais nesse diagrama, como na imagem a seguir. Observe que as ligas de titânio (Ti alloys) estão na área que corresponde à interseção entre materiais cerâmicos e materiais metálicos. Veja, também, que, para minimizar o peso dos objetos, pode-se basear pela linha de recomendação de design de massa mínima (guide lines for minimum mass design). Diversas combinações de propriedades podem ser representadas nos diagramas, como na �gura a seguir, em que temos resistência pela densidade. Figura 2.5 - Diagrama do módulo de Young pela densidade com indicação do material Fonte: Ashby (2011, p. 61). 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 20/30 Observe que, agora, as ligas de alumínio (Al alloys) estão na interseção entre metais e cerâmicos. Ou seja: há materiais cerâmicos com as mesmas propriedades das ligas de alumínio, quando se trata da relação densidade por resistência. praticarVamos Praticar Há diversas propriedades dos materiais, sejam elas físicas, químicas, elétricas, ópticas, magnéticas, térmicas, mecânicas ou de fabricação. Algumas dessas propriedades possuem tantas especi�cidades que existem áreas de concentração especí�cas, como a condutividade térmica que é detalhadamente estudada na área conhecida como transferência de calor (transcal). Dessa forma, assinale a alternativa que apresenta a propriedade em que, ao submetida a um impacto, ocorre uma deformação plástica também conhecida como resistência a choque. a) Ductilidade. b) Usinabilidade. Figura 2.6 - Diagrama resistência pela densidade Fonte: Ashby (2011, p. 67). 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 21/30 c) Conformabilidade. d) Resistividade. e) Dureza. 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 22/30 O básico da seleção de materiais envolve a correlação de três fatores: conhecimento sobre propriedades dos materiais; índices dos materiais e aplicação de estratégias de seleção. Sempre visando atender aos objetivos que o produto deverá contemplar, para então ser realizada a seleção do material que será utilizado no produto, isto é: de�nir a escolha do material. A Estratégia de Seleção Diversos produtos já possuem bem de�nido o material que será utilizado em sua fabricação, por exemplo: o stent que é fabricado com material memória de forma. Pois o stent é utilizado em operações cardíacas muito delicadas, pela sua característica de retornar ao formato programado quando estabilizado com a temperatura corporal humana. Esse é um exemplo de produto onde o material utilizado já foi eleito como o melhor devido às pesquisas e resultados anteriores. Seleção deSeleção de Materiais - O BásicoMateriais - O Básico 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 23/30 Contudo, quando se deseja atualizar o produto em decorrência do acesso a materiais que antes não estavam disponíveis ou quando estão sendo desenvolvidos novos produtos, é necessário aplicar uma estratégia de seleção de materiais. Também pode ocorrer a necessidade de seleção de materiais nos casos em que houve falhas no produto, com o objetivo substituir os materiais originais para evitar futuras falhas. Os materiais são classi�cados em famílias, conforme suas propriedades e características. Podemos veri�car, como exemplos de famílias de materiais: metais, cerâmica, polímeros, elastômeros (borrachas) e compósitos. É importante destacar que cada família pode ser dividida em classes. Os metais, por exemplo, se dividem em: aço, liga de cobre, liga de alumínio, liga de titânio, liga de zinco e liga de níquel. Na seleção de materiais, ocorre a busca em de�nir qual material se encaixa como opção de escolha dentro de uma combinação de requisitos. É uma relação entre objetivos e restrições. Para isso, primeiro são listados as restrições e os objetivos. Depois, é realizada uma triagem dos materiais que se encaixam nesses parâmetros. Em seguida, são listados os materiais conforme a classi�cação da capacidade de atender às exigências (objetivos e restrições). Finaliza-se o processo com uma pesquisa dos materiais aprovados nas etapas anteriores com a �nalidade de veri�car históricos de falhas. Nem sempre essa estratégia de seleção de materiais é o su�ciente para de�nir a escolha do material. Quando isso ocorre, a decisão �nal pode ocorrer após uma análise dos índices de materiais, que os classi�ca conforme suas funções. Índicesde Material Os índices de materiais descrevem o quanto um material foi bem avaliado em uma das etapas de seleção de materiais. É uma forma de otimizar os dados obtidos na triagem e nas outras fases. 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 24/30 As características (ou mesmo a característica) que otimizam o desempenho dos materiais avaliados em um projeto é denominado de índice de material. Então, depende de cada projeto a construção de índice de material, pois ele segue os objetivos e as restrições do projeto e do produto. praticarVamos Praticar Na seleção de materiais, todas as famílias de materiais poderão ser analisadas inicialmente. Na estratégia de seleção, ocorre uma análise dos objetivos e das restrições que o produto �nal deverá atender. Por isso, há uma correlação entre propriedades dos materiais, leitura de diagramas, aplicação de estratégia de seleção de materiais e compreensão do índice de material. Pensando nisso, assinale a alternativa que apresenta a correta classi�cação das famílias nos materiais. a) Tenacidade, dureza, ductilidade, usinabilidade e fragilidade. b) Cúbico de face centrada, cúbico de corpo centrado e ortorrômbico. c) Aço, liga de cobre, liga de alumínio, liga de titânio, liga de zinco e liga de níquel. d) Metais, cerâmica, polímeros, elastômeros e compósitos. e) Metais, cerâmicos e polímeros. A estratégia para seleção de materiais é a união dos conceitos abordados nesta unidade, contudo, há casos em que se utiliza outra metodologia para 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 25/30 seleção de materiais como a descrita no documentário Obsolescência programada. 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 26/30 indicações Material Complementar FILME Obsolescência Programada Ano: 2010 Comentário: Nesse documentário, é retratado o efeito da obsolescência programada na sociedade, no qual o conhecimento sobre as propriedades dos materiais é utilizado para programar a vida útil dos produtos comercializados, de forma que se tornem obsoletos após um determinado período obrigando, dessa forma, as pessoas a comprarem mais. Assista-o a seguir. T R A I L E R 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 27/30 LIVRO Ética para Engenheiros Editora: Lidel Arménio Rego e Jorge Braga ISBN: 978-9897520655 Comentário: Em todas as pro�ssões, é necessário ter ética, mas, no ambiente da Engenharia, a ética deve estar presente no desenvolvimento de produtos, pois, na maioria dos casos, eles interferem na vida das pessoas. Neste livro, são abordados diversos temas para essa re�exão, como pressões no trabalho, obsessão com alcance dos objetivos, responsabilidades como engenheiro, dentre outros. Sendo um dos temas mais polêmicos o “Engenheiros numa encruzilhada: entre a lealdade ao empregador, a segurança do público e os direitos individuais”. 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 28/30 conclusão Conclusão Sobre as propriedades térmicas dos materiais, vimos que a capacidade de conduzir calor de uma parte mais quente para uma parte mais fria do material in�uencia na expansão, ou dilatação de um material. Inclusive, quando a mudança de temperatura é abrupta, ou seja, mais rápida do que o material consegue conduzir (dilatando ou contraindo), temos a ruptura do material por choque térmico. Um material que é dúctil pode se tornar frágil em função da mudança de temperatura, por isso, também é importante conhecer a propriedade que corresponde à temperatura de transição dúctil- frágil. Sobre as propriedades dos materiais, diversas propriedades podem ser representadas em um diagrama, facilitando a interseção de respostas referentes às propriedades dos materiais. Esses diagramas auxiliam a seleção de materiais pois facilitam a interpretação dos dados que são utilizados na seleção de materiais de�nindo o índice de material. referências Referências Bibliográ�cas 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 29/30 ASHBY, M. F. Materials Selection in Mechanical Design. Burlington: Editora Elsevier, 2011. CARVALHO, A. C. B. Assinatura térmica de rochas ígneas plutônicas e ortoderivadas da região Nordeste do Brasil. 2009. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Geofísica) – Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, 2009. Disponível em: http://www.cpgg.ufba.br/gr- geof/geo213/trabalhos-graducao/Augusto-Carvalho.pdf. Acesso em: 17 abr. 2020. CALLISTER JR., W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e Engenharia de materiais: uma introdução. Rio de Janeiro: LTC, 2018. SANTOS, G. A. dos. Tecnologia dos materiais metálicos: propriedades, estruturas e processos de obtenção. São Paulo: Erica, 2015. SMITH, W. F.; HASHEMI, J. Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Materiais. Porto Alegre: Editora McGraw-Hill, 2012. http://www.cpgg.ufba.br/gr-geof/geo213/trabalhos-graducao/Augusto-Carvalho.pdf 13/09/2021 21:59 Ead.br https://anhembi.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_PLAYER&COURSE_ID=_736592… 30/30
Compartilhar