Propriedades Mecânicas e Análise de Estruturas

Análise e Comportamento das Estruturas Propriedades Mecânicas Resistência capacidade do material de resistir a um esforço externo Tenacidade energia ou impacto necessário para levar o material a ruptura Dureza propriedade de um material que permite a ele resistir à deformação plástica usualmente por penetração Resiliência capacidade do material de absorver energia quando este é deformado elasticamente Fluência deformação ao longo do tempo sob carga constante Propriedades associadas com a capacidade que o material tem de resistir a forças mecânicas Propriedades Mecânicas Resistência Tração Escoamento Flexão Cisalhamento Resiliência Módulo de elasticidade Módulo de flexão Módulo de cisalhamento Tenacidade Resistência ao impacto Sensibilidade ao entalhe Dureza Resistência ao desgaste Resistência à fadiga Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Tensão σ FA É a distribuiçao de força que atua sobre uma área seccionada a qual mantem o corpo em equilíbrio É expressa em kgfcm2 Nm2Pa MPa Nmm2 Tensão média material homogêneo e isotrópico smédio Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Tensão Tração Compressão Flexão Cisalhamento Torção A F s A V Exercício 1 A barra abaixo tem largura constante de 35mm e espessura de 10mm Determine maior tensão normal média na barra quando ela é submetida à carga mostrada Exercício 2 A peça fundida mostrada abaixo é feita de aço cujo peso específico é aço80kNm3 Determine a tensão de compressão média que age nos pontos A e B Estado Geral de Tensão Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Seis componentes de tensão normal e tensão de cisalhamento Estado Geral de Tensão Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Tensão Admissível É a restrição da carga a um valor menor que o elemento pode suportar integralmente para garantir a segurança admissível escoamento FS s s Fator de segurança admissível última FS s s materiais com patamar de escoamento dúcteis materiais sem patamar de escoamento frágeis ou com patamar pouco definido ex madeira Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Exercício 3 A haste suspensa está apoiada em sua extremidade por um disco circular fixo acoplado como mostra a figura abaixo Se a haste passar por um orifício de 40mm de diâmetro determine o diâmetro mínimo exigido para a haste d e a espessura mínima do disco t necessária para suportar a carga de 20kN A tensão normal admissível para a haste é de 60MPa e a tensão admissível de cisalhamento para o disco é de 35MPa L0 Lf Deformação Cresce com a tensão 0L L LL mm mmmm Deformação Medida do alongamento ou contração de um pequena parte do elemento submetido a uma força Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Diagrama Tensão deformação Propriedades Mecânicas Principais Conceitos s E Deformação específica Independe do comprimento de medida Tensão aplicada Módulo de elasticidade é a resistência do material à deformação elástica Importância cálculo de deflexões elásticas Módulo de elasticidade Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Módulo de elasticidade Propriedades Mecânicas Principais Conceitos Exercício 4 Uma barra feita de uma liga de aço que exibe o comportamento tensãodeformação mostrado na Figura abaixo é submetida a uma carga de tração Sabendo que o corpo de prova tem 10cm de comprimento e uma seção quadrada de 10mm de lado responda a Qual é a força aplicada em N quando a deformação é de 0005 b Qual a magnitude da carga necessária em N para produzir um alongamento de 025mm c Se uma carga de 180000N é aplicada o corpo de prova irá apresentar deformação elástica ou plástica Por quê Exercício 5 A Tabela abaixo apresenta os resultados de um ensaio de tração em uma barra de alumínio com 10mm de diâmetro e 50mm de comprimento A partir dos resultados apresentados determine a O módulo de elasticidade do material em GPa b A tensão máxima em MPa e sua respectiva deformação que podem ser suportada pelo material em porcentagem Observe os dados de tensãodeformação de tração para os materiais metálicos hipotéticos listados na Tabela abaixo e responda a Qual irá apresentar a maior redução percentual em área Por quê b Qual é o mais resistente Por quê c Qual é o mais rígido Por quê Exercício 6 Para uma liga de latão a tensão na qual a deformação plástica tem seu início é de 345MPa e o módulo de elasticidade é de 103GPa A partir destas informações responda a Qual é a carga máxima que pode ser aplicada em um corpo de prova com uma área transversal de 130mm2 sem que ocorra deformação plástica b Se o comprimento original do corpo de prova é de 76mm qual é o comprimento máximo ao qual ele poderá ser esticado sem causar deformação plástica Exercício 6