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Este documento fornece uma introdução abrangente às propriedades mecânicas dos metais, incluindo conceitos fundamentais como resistência à tração, compressão e cisalhamento, fadiga, módulo de elasticidade, ductilidade, fragilidade, elasticidade, resiliência, plasticidade, tenacidade e dureza. Ele também discute em detalhes os ensaios de tração, incluindo a preparação e medição dos corpos de prova, a curva tensão-deformação e os diferentes tipos de deformação (elástica e plástica). Além disso, o documento aborda tópicos avançados, como empescoçamento, deformação verdadeira e a relação entre tensões e deformações. Com uma descrição detalhada das propriedades e comportamentos mecânicos dos metais, este documento é uma referência valiosa para estudantes e profissionais da área de engenharia de materiais.
Tipologia: Esquemas
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Não perca as partes importantes!
:^ os ensaios têm maior significado pois procuram simular as condições de funcionamento do mesmo. Mas na prática issonem sempre é realizável;•^ Corpos^
de^ prova
:^ Avalia^
a^ propriedades
dos^ materiais
p^
p^
p^ p
independentemente
das^ estruturas
em^ que^
serão^ utilizados.
Estas
propriedades (Ex. limite de elasticidade, de resistência, alongamento, etc.)são afetadas pelo comprimento do corpo de prova
pelo seu formato
pela
são afetadas pelo comprimento do corpo de prova, pelo seu formato, pelavelocidade^
de^ aplicação
da^ carga^
e^ pelas^ imprecisões
do^ método
de
análise dos resultados do ensaio.
Para padroni ar Utili a se as NORMAS Para^ padronizar: Utiliza-se as NORMAS
Mesmo recorrendo às Normas, na fase de projeto das estruturas
utiliza-
se^ um fator multiplicativo chamado
coeficiente
de^ segurança
o qual
se^ um fator multiplicativo chamado
coeficiente
de^ segurança
, o qual
leva em consideração as incertezas (provenientes da determinação daspropriedades dos materiais e das teórias de cálculos das estruturas). As normas técnicas mais utilizadas pelos laboratórios de ensaiosprovêm das seguintes instituições: ABNT - Associação Brasileira de Normas TécnicasASTM - American Society for Testing and MaterialsS^ e ca
Soc ety o
est^ g a d
ate a s
DIN - Deutsches Institut für NormungAFNOR - Association Française de NormalisationBSI - British Standards InstitutionBSI - British Standards InstitutionASME - American Society of Mechanical EngineerISO - International Organization for StandardizationJIS^ Japanese Industrial StandardsJIS - Japanese Industrial StandardsSAE - Society of Automotive EngineersCOPANT - Comissão Panamericana de Normas Técnicas Além dessas, são também utilizadas normas particulares de indústrias.
CisalhamentoCisalhamento Uma tensão cisalhante causa uma deformaçãocisalhante, de forma análoga a uma tração. ^ Tensão cisalhante^ ^ τ^ = F/A
(^0) onde Aé a área^ paralela^0
a
Deformação cisalhante γ = tan^ α^ =^ Δ
y/z^0 ^ onde^ α^ é o ângulo dedeformaçãoMód l^ d^
i^ lh^
t^ G
^ Módulo de cisalhamento G^ ^ τ^ = G
γ
Coeficiente de Poisson Quando ocorre elongamento ao longo deuma direção, ocorre contração no planodi^ lperpendicular. A Relação entre as deformações é dadapelo^ coeficiente
^ o sinal negativo apenas indica que uma ^ o sinal negativo apenas indica que umaextensão gera uma contração e vice-versa ^ Os valores de
G^ ≈^ 0,4E
O coeficiente de Poisson (materiais isotropicos) pode ser usado para estabelecer umarelação entre o módulo de elasticidade e o módulo de cisalhamento de um material.
Equipamento para o ensaio de tração O ensaio de tração geralmente é realizado na máquina universal, que temeste nome porque se presta à realização de diversos tipos de ensaios.
A^ máquina de tração • É^ hidráulica
ou eletromecânica,
e^ está ligada a um dinamômetroou^ célula^
de^ carga^
que ou^ célula^
de^ carga^
que mede a força aplicada aocorpo de prova; • Possui^ um
registrador gráfico que vai traçando odiagrama^
de^ força^
e diagrama^
de^ força^
e deformação,
em^ papel milimetrado, à medida em
13
Máquina Universal de Ensaio de Tração.
que o ensaio é realizado.
Detalhe do início da
Célula^ decarga
Detalhe do início daestricção domaterial
Corpo deprova Extensômetro
prova
Gráfico de^ σ^
x^ ε^ do material ensaiadomaterial ensaiado
Sistemas de fixações para as cabeças mais comuns.^ • Segundo a ABNT, o comprimento da parte útil dos corpos de provautilizados nos ensaios de tração deve corresponder a 5 vezes o diâmetrod^ ã^ d
t^ útilda seção da parte útil;• Por acordo internacional, sempre que possível um corpo de prova deveter 10 mm de diâmetro e 50 mm de comprimento inicial. Não sendopossível retirada de um corpo de prova deste tipo, deve-se adotar umcorpo com dimensões proporcionais a essas. Dimensões padronizadas p^
p^ p^
p
podem ser encontradas nas normas como ASTM E8M.
Em materiais soldados, podem ser retirados corpos de prova com a solda no meio ou no sentido longitudinal da solda, como você podeobservar na figura a seguir.^ Retirada de corpo de prova em materiais soldados.
p^ p
Deformação Elástica X Plástica
Deformação ElásticaDeformação
Elástica
