Ciência dos Materiais – Lista de Exercícios – Propriedades Mecânicas

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 <111>). Sob uma tensão de tração de 1.000 MPa ao longo dessa direção, a distância de
separação atômica aumenta para 0,2489 nm. Calcule o módulo de elasticidade ao longo das direções <111>.
5.
(a) Uma medição de dureza Brinell, empregando um penetrador com 10 mm de diâmetro e uma carga de 500
kgf, produz uma impressão de 4,5 mm em uma placa de alumínio. Determine o número de dureza Brinell (HB)
do metal. (b) Quando, em um teste Brinell, uma carga de 3000 kgf é aplicada com uma esfera de 10 mm de
diâmetro numa amostra de aço, produz-se uma impressão de 3,1 mm. Estime o limite de resistência do aço.