CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br IECETEC Orgulhosamente apresenta: MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA E Com TRATAMENTO TÉRMICO profº msc Etevaldo costa CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br Olá pessoal sejam todos bem vindos a mais uma Aula com o profº Etevaldo Costa. Bons Estudos! CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA E TRATAMENTO TÉRMICO Aula Complementar Assunto: Diagrama Tensão - Deformação CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 1- Introdução Considere o seguinte exemplo: Uma amostra cilíndrica de aço inoxidável com diâmetro de 12,8 mm e comprimento de 50,8 mm é submetida à tração. Obteve-se os dados apresentado na tabela . Força (N) 0 12700 25400 38100 50800 76200 89100 92700 102500 107800 119400 128300 149700 159000 160400 159500 151500 124700 Comprimento (mm) 50,8 50,825 50,851 50,876 50,902 50,952 51,003 51,054 51,181 51,308 51,562 51,816 52,832 53,848 54,356 54,864 55,88 56,642 CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 2- Tensão de engenharia É definida pela relação: 𝝈= 𝑭 𝑨 𝟎 Onde: 𝑭 A força aplicada instantaneamente na direção perpendicular à secção transversal reta do corpo de prova; 𝑨𝟎 A secção reta original, antes da aplicação de qualquer carga. Tensão (Mpa) 0 98,74477508 197,4895502 296,2343252 394,9791003 592,4686505 692,7684614 720,7591063 796,9558619 838,1643113 928,3563893 997,5554837 1163,944317 1236,253483 1247,138734 1240,141073 1177,93964 CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 3- Deformação da engenharia É definida pela relação: 𝒍𝒊 − 𝒍𝟎 ∆𝒍 ∈= = 𝒍𝟎 𝒍𝟎 Onde: 𝒍𝟎 Comprimento original, antes de aplicação de qualquer carga; 𝒍𝒊 Comprimento instantâneo. Deformação (%) 0 0,049212598 0,100393701 0,149606299 0,200787402 0,299212598 0,399606299 0,5 0,75 1 1,5 2 4 6 7 8 10 11,5 CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 4- Gráfico tensão deformação GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO 1300 1200 1100 1000 900 TENSÃO 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 DEFORMAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA www.iecetec.com.br Msc. Professor Etevaldo Costa 5- Lei de Hooke O processo de deformação no qual a tensão e a deformação são proporcionais é chamado de deformação elástica. Esta deformação obedece a Lei de Hooke. MÓDULO DE ELASTICIDADE 𝑬= 𝝈 ∈ ELASTICIDADE (Mpa) 0 200649,383 196715,0813 198009,2595 196715,0813 198009,2595 600 500 TENSÃO Onde: 𝑬 É o módulo de elasticidade ou módulo de Young; MÓDULO DE 700 400 300 200 100 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 DEFORMAÇÃO 0.25 0.3 0.35 CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 5- Limite de proporcionalidade O ponto que a partir dele ocorre afastamento da inicial da linearidade na curva tensão deformação é chamado de limite de proporcionalidade. A partir deste ponto, a curva não mais obedece a Lei de Hooke. GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO 1300 1200 1100 1000 900 800 TENSÃO limite de proporcionalidade 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 DEFORMAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 5- Limite de escoamento O escoamento é entendido como um fenômeno localizado, que se caracteriza por um aumento relativamente grande na deformação, acompanhada por uma pequena variação na tensão. Isso acontece geralmente no inicio da fase plástica. Durante o escoamento a carga oscila entre valores muito próximos um dos outros. CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 5- Limite de escoamento Há situações que o limite de escoamento não fica bem definido. Para este caso, convencionou escolher uma deformação de 0.2% e a partir deste ponto traça uma linha paralela a parte reta da curva (região elástica). O ponto de encontro é o limite de escoamento. GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO 1200 1100 1000 900 800 TENSÃO limite de Escoamento 1300 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 1010.51111.512 0,2 DEFORMAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 6- Encruamento A partir da região de escoamento, o material entra no campo de deformações permanentes, onde ocorre endurecimento por trabalho a frio (encruamento); GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO 1300 1200 1100 1000 900 TENSÃO 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 DEFORMAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 7- Limite de resistência a tração A tensão máxima suportada pelo material antes do inicio da ruptura é denominado Tensão Limite de Resistência à Tração (tensão última). Tensão Limite de Resistência à Tração GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO 1300 1200 1100 1000 900 800 TENSÃO Ponto LRT 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 DEFORMAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 7- Limite de resistência a tração Após o LRT, começa a estricção do corpo de prova, que corresponde uma acentuada redução da seção transversal do corpo de prova. Tensão Limite de Resistência à Tração GRÁFICO TENSÃO DEFORMAÇÃO 1300 1200 1100 1000 900 800 TENSÃO Ponto LRT 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 DEFORMAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA www.iecetec.com.br Msc. Professor Etevaldo Costa 8- Módulo de Resiliência É a capacidade do material absorver energia ao ser elasticamente deformado e liberar esta energia quando descarregado. O módulo UR é a área abaixo da curva tensão x deformação na região elástica de proporcionalidade (aproximadamente a área do triângulo da Figura ) MÓDULO DE ELASTICIDADE 700 600 TENSÃO 500 400 300 200 100 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 DEFORMAÇÃO 0.25 0.3 0.35 CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 9- Ductilidade É a medida da capacidade de deformação plástica de um material metálico até a ruptura. Um material frágil experimenta pouca ou nenhuma deformação até o instante da ruptura, enquanto que os materiais dúcteis deformam apreciavelmente antes da ruptura . A ductilidade de um metal ou liga pode ser medida através de dois métodos: alongamento percentual e redução de área percentual (RA%). CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br 10- Tenacidade A capacidade de um material absorver energia até o momento da fratura é denominado tenacidade. O módulo de tenacidade quantifica a tenacidade de um material, sendo a energia absorvida por unidade de volume, desde o início do ensaio de tração até a fratura do cdp. A área total sobrea curva Tensão Limite de Resistência à Tração CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Msc. Professor Etevaldo Costa www.iecetec.com.br Até a próxima aula!