Propriedades mecanicas

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TM229 - Introdução aos Materiais
Propriedades mecânicas

2009.1 Ana Sofia C. M. D’Oliveira

A.S.D’Oliveira

Propriedades mecânicas
Resistência Conformabilidade - Tração - Escoamento - Compressão - % alongamento - Flexão - % de redução - Cisalhamento de área - Fluência - Raio de flexão - Tensão de Ruptura Resiliência
- Modulo de elasticidade - Modulo de flexão - Modulo de cisalhamentoTenacidade
- Resistência ao impacto - Sensibilidade ao entalhe - Intensidade da tensão critica

Durabilidade
- Dureza - Resistência ao desgaste - Resistência a fadiga

A.S.D’Oliveira

Principal conceito em propriedades mecânicas:
Tensão
Tensão= força/área

σ = F/A
Tensão vs resistência A resistência é a capacidade do material acomodar tensão

Existem vários tipos de tensão Quaissão eles?

A.S.D’Oliveira

Elástica Estrutura retorna a sua forma original quando se remove a carga

Plástica Carga aplicada provoca uma deformação permanente

Tração
Tendência para separar/romper o componente

T e n s ã o

Compressão

Tendência para esmagar ou colapsar o componente

Flexão
Flexão do componente

Cisalhamento

Cisalhamento do componente

Torção
Torção docomponente

A.S.D’Oliveira

Ensaios Mecânicos
Permitem quantificar as propriedades mecânicas

A.S.D’Oliveira

Ensaio de Tração Uniaxial
O ensaio de tração uniaxial é um dos mais populares ensaios mecânicos. Fornece informações referentes a resistência e ductilidade do material ensaiado. Propriedades passiveis de serem utilizadas em projeto

Corpo de prova Cp cilindrico cp retangularA.S.D’Oliveira

Geometria do corpo de prova (dimensões padronizadas)

Colocação de extensômetro

A.S.D’Oliveira

Curva tensão- deformação

A.S.D’Oliveira

A.S.D’Oliveira

Curva Tensão Nominal x Deformação nominal ( metal dúctil )

Modulo de elasticidade – medida da rigidez Tensão de escoamento Tensão máxima ou limite de resistência Dutilidade (redução de área; deformação)Coef de encruamento Estricção – estado triaxial de tensões
A.S.D’Oliveira

Critério de instabilidade plástica
Quando começa a estricção ?



d d

A.S.D’Oliveira

Curva engenharia vs curva verdadeira

Equações de transformação (N, N)  (v, v)

 V   N (1   N )   V  ln( N  1)
A.S.D’Oliveira

Encruamento

- Aumento da tensão necessário para fazer o materialescoar devido à própria deformação plástica que ele experimenta.

- taxa de encruamento como d/d.
- Durante a deformação plástica a frio a densidade de discordâncias aumenta, podendo passar de 106 cm/cm3 para 1012 cm/cm3.

A.S.D’Oliveira

Limite de escoamento descontínuo

- Efeitos: patamar de escoamento descontínuo,

bandas de Lüders - Causa: difusão de átomos intersticiais de carbonoe nitrogênio para regiões “confortáveis” nas discordâncias em aresta, formando atmosferas ou “clusters” que ancoram e dificultam o movimento das mesmas (atmosferas de Cottrel). - Os efeitos se acentuam com o aumento da quantidade de C e N em solução sólida.

A.S.D’Oliveira

EXPERIÊNCIA
1- carregamento do aço doce recozido 2 – ensaio é interrompido e a carga aliviada; o ensaio recommeça logoem seguida; 3 – ensaio é interrompido e a carga aliviada; o ensaio é recomeçado alguns meses após.

Fonte: [3]

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Comportamento de diferentes materiais sob tração uniaxial
Material dutil com alto coef de encruamento Material dutil com bx coef de encruamento

Material frágil

Aços inoxidáveis e ao carbono

Ligas de Aluminio

Vidros, cerâmicos, FF e alguns metaisMaterial com escoamento descontinuo

Material compósito

Aço de bx carbono

Fibras de vidro ou de carbono em matriz polimérica

A.S.D’Oliveira

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O que representam as cotas: 14 16 17 18 25

A.S.D’Oliveira

Efeito da temperatura nas propriedades mecânicas

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Testes de dureza

A.S.D’Oliveira

Ensaios de dureza
Propriedade que se relaciona...
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