Estática

Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais PGCEM
Departamento de Engenharia Mecânica - DEM
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

Ciência dos Materiais – Lista de Exercícios – Propriedades Mecânicas
1.

Resultados de um teste de tração em uma barra de liga de alumínio com 12,827 mm de diâmetro e um comprimento inicial (l0 ) de 50,8 mm
Carga (N)

(carga máxima)
Fratura

∆l (mm)
0
4.448
13.345
22.241
31.138
33.362
35.141
35.586
35.363
33.806

0,000
0,0254
0,0762
0,1270
0,1778
0,762
2,032
3,048
4,064
5,207

2.

Utilizando dados da tabela acima
a. Calcule a tensão e a deformação de engenharia e então desenhe a curva tensão-deformação, indicando todos os pontos importantes.
b. Calcule o módulo de elasticidade da liga. Utilize o módulo para determinar o comprimento final (após a deformação) de uma barra com comprimento inicial de 1.270 mm. Assuma que foi aplicada uma tensão de 207 MPa.
c. Em uma amostra com comprimento final (após a fratura) de 55,753 mm e um diâmetro final de 10,109 mm de superfície fraturada. Calcule a ductilidade do corpo de prova.
d. Compare a tensão e a deformação de engenharia com a tensão e a deformação verdadeiras da liga na carga máxima e no ponto de fratura. O diâmetro é de 16,624 mm sob uma carga máxima e de 10,109 mm na fratura.

3.

Uma barra de alumínio deve suportar uma força aplicada de 200170 N. Para garantir uma segurança adequada, a tensão máxima permissível sobre a barra foi limitada a 172,5 MPa. Esta barra deve ter pelo menos 3.810 mm de comprimento, não pode deformar plasticamente e não deve ter seu comprimento aumentado em mais que 6,35 mm ao se aplicar a carga. Projete uma barra adequada (seção transversal).

4.

Na ausência de tensão, a distância de separação atômica entre os centros de dois átomos de Fe é 0,2480 nm
(ao longo da direção ). Sob uma tensão de tração de 1.000 MPa ao longo dessa direção, a distância de separação atômica aumenta para