Materiais Aula 5

7/23/2019 Materiais Aula 5

1/51

PLASTICIDADE DOS MATERIAIS

Plasticidade dos Materiais

Os materiais, quando sumetidos a es!or"o

de nature#a mec$nica tendem a de!ormar%se&'

O com(ortamento dos materiais )ariam de

acordo com a sua nature#a&


2/51


Os materiais (odem so!rer de!orma"*o

(ermanente antes da ru(tura a eta(a anterior

a de!orma"*o (ermanente + camada de

de!orma"*o el-stica& A de!ormailidade

(ermanente' + que (erminte a con!orma"*o

mec$nica&

A ca(acidade dos metais de!ormarem%se

(ermanentemente + de!inida como (lasticidade&


3/51



4/51


O m.dulo de /oun0 ou m.dulo de elasticidade % (ar$metro mec$nico que

(ro(orciona uma medida da ri0ide# de um material s.lido&

Est- associada a )-rias outras (ro(riedades, tais como1

% a tens*o de escoamento2

% a tens*o de ru(tura2

% a )aria"*o de tem(eratura cr3tica (ara a (ro(a0a"*o de trincas so a a"*o

de coque t+rmico, etc&

4 uma (ro(riedade intr3nseca dos materiais, de(endente1

% da com(osi"*o qu3mica2% microestrutura

% e!eitos 5(oros e trincas6, que (ode ser otida da ra#*o entre a tens*o

e7ercida e a de!orma"*o so!rida (elo material&


5/51



6/51



7/51



8/51



9/51



10/51



11/51


Limite de escoamento:4 a tens*o que se(ara ocom(ortamento el-stico do (l-stico& Como, em al0unscasos, + di!3cil determinar%se a tens*o m-7ima (ara aqual n*o - de!orma"*o residual (l-stica, de!ine%se olimite de escoamento (ara uma de!orma"*o (ermanentede 8,9:&

Limite de resistncia:4 a tens*o 5de en0enaria6m-7ima que o cor(o de (ro)a resiste& A (artir desta

tens*o, as tens;es 5de en0enaria6 caem, de)ido ICASDOS MATERIAIS

Em metalur0ia a ductilidade + a (ro(riedade quea(resentam al0uns metais e li0as met-licasquando est*o so a a"*o de uma !or"a,

(odendo estirar%se sem rom(er%se,trans!ormando%se num !io& Os metais quea(resentam esta (ro(riedade s*o denominados

d@cteis&


18/51

PROPRIEDADES MEC=>ICASDOS MATERIAIS

A ductilidade e a maleailidade 5ca(acidade de!ormar l$minas6 de um material s*o duas(ro(riedades relacionadas, - que as duas

de(endem do desli#amento dos -tomos unssore os outros atra)+s de uma a"*o e7ternasore o material&


19/51



20/51



21/51


ResiliBncia + a ca(acidade do material de asor)er

ener0ia quando de!ormado elasticamente e ent*o,

a(.s a tens*o cessar (oder- ter a ener0ia recu(erada&

4 medida em (ercentual da ener0ia de)ol)ida a(.s ade!orma"*o1

% 8: de!orma";es e7clusi)amente (l-sticas

5(lasticidade62% 88: e7clusi)amente el-sticas 5elasticidade6&


22/51



23/51


Dure#a + a (ro(riedade caracter3stica de um

material s.lido, que e7(ressa sua resistBncia a

de!orma";es (ermanentes e est- diretamente

relacionada com a !or"a de li0a"*o dos -tomos&


24/51


Dureza Materiais

rinell Metais

RocFell Metais

MeGer Metais

Hicers Metais, Cer$micas

noo(Metais, Cer$micas

Sore Pol3meros, ElastJmeros, orracasarcolAlum3nio, orracas, Couro,

ResinasIRKD orracas


25/51



26/51


27/51



28/51



29/51



30/51



31/51


Tenacidade + a ener0ia mec$nica, ou sea, o im(acto

necess-rio (ara le)ar um material < ru(tura& Tenacidade

+ uma medida de quantidade de ener0ia que um

material (ode asor)er antes de !raturar& Os materiaiscer$micos, (or e7em(lo, tBm uma ai7a tenacidade&

Tal ener0ia (ode ser calculada atra)+s da -rea num

0r-!ico Tens*o % De!orma"*o do material, (ortando

asta inte0rar a cur)a que de!ine o material, da ori0emat+ a ru(tura&


32/51


Tenacidade + a ener0ia mec$nica, ou sea, o im(acto

necess-rio (ara le)ar um material < ru(tura& Tenacidade

+ uma medida de quantidade de ener0ia que um

material (ode asor)er antes de !raturar& Os materiaiscer$micos, (or e7em(lo, tBm uma ai7a tenacidade&

Tal ener0ia (ode ser calculada atra)+s da -rea num

0r-!ico Tens*o % De!orma"*o do material, (ortando

asta inte0rar a cur)a que de!ine o material, da ori0emat+ a ru(tura&


33/51



34/51



35/51

EERCCIO

?ma (e"a de core ori0inalmente de N8 mm de

com(rimento + sumetida a tens*o de 9Q MPa& A

de!orma"*o + inteiramente el-stica, qual de)e ser

o alon0amento resultante

Dados1

M.dulo de Elasticidade 5E6 8 Pa&


36/51

EERCCIO

Para o 0r-!ico tens*o%de!orma"*o (ara o lat*o a se0uir,

res(onda1

a6 o m.dulo de elasticidade&

6 qual o limite de escoamento&c6 qual a car0a m-7ima que (ode su(ortar um cilindro de

N mm de di$metro

d6 qual o alon0amento (ara uma (e"a com 98 mm decom(rimento inicial sueita a uma tens*o de NU MPa&


37/51


38/51

Coe!iciente de Poisson


39/51


O (ar$metro camado coe!iciente dePoisson + de!inido como a ra#*o entre osalon0amentos laterais e a7iais na (e"a, ou


40/51



41/51


De!orma"*o el-stica cisalamento + de!inida

(ela e7(ress*o1

= tag

De!ines%se m.dulo de cisalamento ou m.dulo

de ri0ide#' (ela e7(ress*o

G = / = tenso de cisalhamento

= deformao elstica por cisalhamento


42/51


Para materiais isotrpicos, o m.dulo deelasticidade e o m.dulo de cisalamentoest*o relacionados entre eles e com ocoe!iciente de Poisson de acordo com aequa"*o aai7o1


43/51


Em muitos metais o )alor de G+a(ro7imdamente 8,UE, se o )alor de um dosm.dulos + conecido, o outro (ode sera(ro7imado&

Di)ersos materiais s*o elasticamenteanisotrpicos, isto +, o com(ortamentoel-stico )aria de acordo com a dire"*ocristalo0r-!ica&


44/51



45/51

EERCCIO

?ma (e"a cil3ndrica de lat*o (ossuidi$metro de 8 mm + sumetida a umatens*o no sentido a7ial& Determine ama0nitude da car0a 5!or"a6 requerida (ara(rodu#ir uma mudan"a no di$metro de9,78%Nmm se a de!orma"*o +

com(letamente el-stica&

8,NU


46/51

EERCCIO

?ma (e"a de core ori0inalmente de N8 mm de

com(rimento + sumetida a tens*o de 9Q MPa& A

de!orma"*o + inteiramente el-stica, qual de)e ser

o alon0amento resultante

Dados1

M.dulo de Elasticidade 5E6 8 Pa&


47/51

EERCCIO

Para o 0r-!ico tens*o%de!orma"*o (ara o lat*o a se0uir,

res(onda1

a6 o m.dulo de elasticidade&

6 qual o limite de escoamento&c6 qual a car0a m-7ima que (ode su(ortar um cilindro de

N mm de di$metro

d6 qual o alon0amento (ara uma (e"a com 98 mm decom(rimento inicial sueita a uma tens*o de NU MPa&


48/51


49/51

EERCCIO

?ma (e"a cilindrica de li0a de tit$nio tendo

m.dulo de elasticidade de 8 Pa e

di$metro ori0inal de N,V mm so!rer-de!orma"*o el-stica quando a uma !or"a de

9888 > !or a(licada& Calcule o com(rimento

inicial da (e"a antes da de!orma"*o se am-7imo com(rimento atin0ido !or de 8,U9

mm&


50/51

EERCCIO

Para uma li0a de ron#e, o alon0amento na qual a

de!orma"*o (l-stica inicia + de 9 MPa e o m.dulo de

elasticidade + de Pa&

5a6 Wual + a m-7ima car0a que (ode ser a(licada a (e"a

com -rea de se"*o trans)ersal de N9 mmX, sem que

ocorra de!orma"*o (l-stica&

56 Se o com(rimento inicial da (e"a + de mm, qual +o com(rimento m-7imo na (e"a sem que ocorra

de!orma"*o (l-stica&


51/51

EERCCIO

Para uma li0a de ron#e, o alon0amento na qual a

de!orma"*o (l-stica inicia + de 9 MPa e o m.dulo de

elasticidade + de Pa&

5a6 Wual + a m-7ima car0a que (ode ser a(licada a (e"a

com -rea de se"*o trans)ersal de N9 mmX, sem que

ocorra de!orma"*o (l-stica&

56 Se o com(rimento inicial da (e"a + de mm, qual +o com(rimento m-7imo na (e"a sem que ocorra

de!orma"*o (l-stica&

Documents

Materiais Aula 5