Flexão Materiais

defi

departamento de física

Laboratórios de Física www.defi.isep.ipp.pt Flexão de metais

Instituto Superior de Engenharia do Porto – Departamento de Física
Rua Dr. António Bernardino de Almeida, 431
4200-072 Porto. Tel. [phone]. Fax: [phone]

Laboratórios de Física

DEFI-NRM-0033
Versão: 02
Data: 30/07/2008

Flexão de metais

DEFI-NRM-0033

Flexão de metais
Objectivos:
•
•

Estudo da lei de Hooke na flexão;
Determinação do módulo de Young de vários metais.

Introdução teórica
Lei de Hooke
Quando uma força de tracção (estiramento) crescente é aplicada, gera-se no material uma tensão que provoca uma deformação também crescente, antes de fracturar. Para a maior parte dos materiais, esta resposta é inicialmente elástica, isto é, a deformação sofrida desaparece quando a força deixar de actuar (1). Depois deste ponto, o acréscimo de força vai provocar uma deformação que já não será recuperada – trata-se de uma deformação plástica
(2) – caracterizada pela irreversibilidade. Caso a força aplicada ultrapasse um determinado valor, o material irá deformar-se até partir (3).
Estes três registos da relação entre tensão e deformação estão representados no gráfico:
Tensão

σu σr σc

(1)

(2) εc εu

(3)

σc – σu – σr – ε –

Tensão de cedência;
Tensão última (valor máximo antes da ruptura);
Tensão de ruptura;
Deformação correspondente.

εr

Deformação

Figura 1 – Relação entre tensão e deformação nas diversas fases do regime de elasticidade.

A Lei de Hooke descreve a resposta do material no domínio elástico (reversível). Esta lei é, na sua forma completa, descrita por uma equação tensorial que relaciona tensões (forças por unidade de área) e deformações, τ ik = c iklm d lm . No entanto, para a situação abordada nesta experiência – barra de material elástico homogéneo e isotrópico sujeita apenas a uma carga transversal, é possível escrever a Lei de Hooke na forma simplificada

τ 11 = E ⋅ d