3 Lista de Exercícios Propriedades Mecânicas dos Materiais-2021 2

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Campo Mourão Departamento Acadêmico de Engenharia Ambiental Disciplina: Resistência dos Materiais Período: 5º Código: EA35F Turma: IF5A Curso: Engenharia Ambiental Prof. Dr. Marcelo R. Carreira Aluno(a):_____________________________________________________________________________ 3 ª Lista de Exercícios – Propriedades Mecânicas dos Materiais 1) A figura mostra o diagrama tensão x deformação de uma barra de aço estrutural. Alguns pontos específicos estão indicados com as letras A até E. Identifique: a) A tensão última ( ); b) O limite de proporcionalidade ( ); c) A tensão de ruptura ( ); d) A tensão de escoamento ( ); e) O início da estricção ( ); 2) A figura mostra os diagramas tensão x deformação de dois materiais diferentes. Identifique qual material tem comportamento dúctil e qual material tem comportamento frágil. Justifique sua resposta. 3) As figuras abaixo mostram o modo de ruptura de dois materiais distintos. Identifique qual material é ductil e qual é fragil. Como vocé chegou a essa conclusao? ene Ms ee a 2 - et 3 aL “ee Rd OG cee ys ae ; me a . ba S (a) Material (b) Material 4) Foi realizado um teste de tragao em um corpo de prova de | Forca (KN) | Alongamento (mm) uma liga metalica. O corpo de prova tinha diametro de a 12,5mm e o comprimento de referéncia era de 50 mm. Os | 3.0 #| 0.0062 | dados obtidos no ensaio estado relacionados na_ tabela apresentada. Construa o diagrama tenséo x deformacao e determine, de forma aproximada, o mddulo de elasticidade, a eb Soe. tensao de escoamento, a tensao ultima e a tensdo de ruptura. r 33.6 | 0.0490 Respostas: E=194GPa; 0,~190MPa ; | 40.0 | 09500 oO COMP. 330-300 —J On= S00MPa- 5) Uma barra de segao transversal circular de magnésio tem comprimento de 750 mm. O diagrama tensfo x deformagao do TTT TTT] OLE material € mostrado na figura. A barra é carregada a tragao até r | | | t | Leet fT atingir um alongamento de 6 mm e entao o carregamento é ao (MPa) Lt] | | LAA retirado. Determine: fll JA Ti tt (a) o médulo de elasticidade. Resposta: E~44,4 GPa. 100 FI IA TT | | i b mprimento da _ barr. 5 retirada di Pi At | tt ttt (b) © comprimento da barra apds a retirada do APC carregamento. Resposta: L=752,96mm. YT ee (c) se a barra for carregada novamente, qual sera 0 novo limite ATT de proporcionalidade? Resposta: 0 ,=180MPa. 0 VIP Eereree 0 0.005 0.010 € 6) O coeficiente de Poisson para o cobre 6 0,28 e o médulo de Young 1,12X10'' N/m’. Um fio de cobre de diametro 2,0 mm e comprimento 1,0 m (em estado relaxado) sustenta uma carga de 80 N. Sabendo-se que o fio de cobre encontra-se no regime elastico linear, determine, em percentagens dos valores relaxados, os valores do aumento do comprimento e da redugao do diametro? Respostas: ¢,=0,023 %; €,=—0,0064 %. 7) O polietileno de baixa densidade (PEBD) é um polímero utilizado, entre outras aplicações, para a fabricação de filmes plásticos destinados a embalagens de alimentos (como sacos de arroz, por exemplo). A figura abaixo mostra o diagrama tensão x deformação obtido no ensaio de tração de um corpo de prova de PEBD. A partir deste diagrama determine de forma aproximada: (a) o limite de resistência, (b) o limite de proporcionalidade, (c) o módulo de elasticidade e (d) a tensão de ruptura. Respostas: (a) σu≈1,4 MPa ; (b) σ y≈1,2 MPa; (c) E≈20 MPa ; (d) σr≈0,9 MPa. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 Diagrama Tensão x Deformação Polietileno de Baixa Densidade Deformação (mm/mm) Tensão (MPa) 8) Considerando o limite de resistência do PEBD obtido no exercício anterior, calcule qual a máxima força de tração que pode ser aplicada com segurança em uma fita de PEDB com largura de 50 mm e espessura de 0,016 mm considerando um coeficiente de segurança CS = 1,4. Resposta: F máx=0,8N. F F Fita de PEBD Seção transversal 0,016 mm 50 mm 9) A liga de alumínio 3104 é utilizada na fabricação de latas para acondicionamento de bebidas. A figura abaixo mostra o diagrama tensão x deformação obtido no ensaio de tração de um corpo de prova de liga de alumínio 3104, têmpera H19. Analise o diagrama e determine de forma aproximada: (a) o limite de proporcionalidade e (b) o limite de resistência. Respostas: (a) σ p≈250 MPa; (b) σ u≈302MPa. 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0 50 100 150 200 250 300 350 Diagrama Tensão x Deformação Alumínio Liga 3104 - H19 Deformação (mm/mm) Tensão (MPa) 10) Uma forga de tragéo de 2669 N é aplicada a um corpo de prova extraido de uma chapa de aco plana de 1,588 mm de espessura (E = 200 GPa, v = 0,30). Determine a variacao resultante (a) no comprimento de referéncia de 50,8 mm, (b) na largura da parte AB do corpo de prova, (c) na espessura da parte AB e (d) na area da secdo transversal da parte AB. Respostas: (a) 6,=0,034mm; (b) 6,=—2,55x 10 °mm; (c) 5.=—3,189X10 4mm; (d) A,=—0,049%. | = 50,8 mm —*) 2669 N Sf Cee N A B 12,7 mm 11) Uma chapa de ago com dimens6es de 2,0 m x 3,0 m Py x 6 mm é submetida aos carregamentos uniformemente f a t t t distribuidos p,, na direcdo x, e p,, na direcdo y (veja a figura). Se a variagdo do comprimento na dire¢ao x é de | + 1,95 mm e na direcao y € + 1,74 mm, quais sao os | valores dos carregamentos p, e p,. Dados: E = 210 GPa y > e G = 84 GPa. Resposta: p,= 1504 N/mm e p, = 1107 = N/mm. o x Px > > \ v | | | 2m