ATPS – Materiais de Construção Mecânica

ATPS – Materiais de Construção Mecânica

Etapa 1 - Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos.

Passo 1 - Classificação de materiais:

Materiais Metálicos

Materiais metálicos são excelente condutores de eletricidade e de calor, resistentes, porém deformáveis e é o mais usado em estruturas.

Classificação dos Metais: Ligas ferrosas, Aços inoxidáveis (liga de cromo), Aço liga, Ferros fundidos, Cobre e suas ligas, Alumínio e suas ligas entre outros.

Materiais Cerâmicos

Materiais cerâmicos são isolantes térmicos e de eletricidades, duros porem frágil e quebradiço mais resistente que metal e os polímeros se tratando de ambientes agressivos e a alta temperatura.

Classificação dos Materiais Cerâmicos: Vidros, Produtos a base de argila, cimentos entre outros.

Materiais Polímeros

Polímeros são matérias feitas à base de carbono, hidrogênio e outros elementos não metálicos com baixa densidade e muito flexível.

Classificação de Materiais Polímeros: Plásticos, borrachas entre outros.

TIPO DE

MATERIAL CARACTERÍSTICAS CONSTITUINTES TÍPICOS

METÁLICOS Dúctil, Resistência Mecânica

Elevada, Condutor Elétrico e

Térmico, Dureza Elevada,

Opaco Átomos Metálicos e Não-Metálicos

CERÂMICOS Frágil, Isolante Térmico e Elétrico, Alta Estabilidade

Térmica, Dureza Elevada

Transparentes em Alguns Casos Óxidos, Silicatos, Nitretos, Aluminatos,

etc.

POLIMÉRICOS

(Plásticos) Dúctil, Baixa Resistência

Mecânica, Baixa Dureza,

Flexível,Baixa Estabilidade

Térmica, Transparentes em

Alguns Casos Cadeia Molecular Orgânica

de Comprimentos Elevados

Materiais Compósitos

Materiais compósitos são aqueles que englobam os matérias metálicos, cerâmicos e polímeros.

Classificação dos materiais polímeros: Polímero com fibra de vidro, fibra de carbono, fibra natural e outros, Cimentos armado, Pneus de banda de aço, Fibras de vidro, Fibras de carbono entre outros.

Estrutura Crsitalina A´tomos por célula unitária Parâmetro de rede Fator de empacotamento Exemplo de metais

Cúbica Simples 1 átomo A= 2r FEA= 0,52 Cloreto de sódio

Cúbica de Corpo Centrado (C.C.C) 2 átomos A= 4r/√3 FEA= 0,68 Bário, Lítio, Potássio, Tungstênio

Cúbia de Face Centrada (C.F.C) 4 átomos A= 4r/√2 FEA= 0,74 Alúminio, Cálcio, Chumbo

Passo 2

Material utilizado no vasilhame foi o Alumínio (Al) por ser um material fácil de ser encontrado, leve, condutividade elétrica e resistente a corrosão com um baixo ponto de fusão, possui uma tensão de cerca de 19 Mpa. Junto ao alumínio no vasilhame foi adquirido um pouco da Água (H2O) por que assim como o alumínio é um material fácil de ser encontrado.

Passo 3

Os itens do tetraedro acima são

Estrutura: O componente utilizado no vasilhame é encontrado na estrutura cristalina cúbica de face centrada.

Composição: Composição do componente Al (Lata de Refrigerante)

Processamento:

“Existe um longo processo para se chegar a uma lata de alumínio. O primeiro passo é a formação do corpo. Uma prensa corta a chapa em vários discos e em seguida os transforma em copos, com diâmetro e altura bem diferentes das latas finais que conhecemos. Depois, os copos seguem para outra prensa onde suas paredes externas, submetidas a uma grande pressão, serão esticadas para formar o corpo da lata, tal como o conhecemos. O passo seguinte é a lavagem da lata, por dentro e por fora. Na lavadora, as latas passam por vários banhos e depois vão para um forno de secagem, o que garante sua limpeza. Na impressão, os rótulos são feitos por um sistema de dry offset e podem receber várias cores ao mesmo tempo. As máquinas mais modernas conseguem imprimir acima de duas mil latinhas por minuto. O próximo passo é o revestimento interno. As latas recebem uma camada de verniz interno de forma a evitar o contato do produto envasado diretamente com o alumínio. A última etapa de fabricação é a moldagem do perfil da boca da lata , para que a tampa, após envase possa ser encaixada e recravada. Com o corpo da latinha pronto, o último passo é o controle de qualidade, feito por pessoas qualificadas e por meios eletrônicos que incluem: luzes de alta intensidade e câmeras.” Fonte de um fabricante de latas de alumínio.

Propriedades desempenho custo: Por ser um material encontrado em abundancia e fácil de ser processado acabo saindo com baixo custo e muito útil na modernidade.

Etapa 2 - Propriedades Mecânicas dos Metais - Conceitos de Tensão e Deformação

Passo 1 - Conceito

Considere-se uma barra carregada nas extremidades por forcas axiais F, que produzem alongamento uniforme ou tração na barra. Sob ação dessas forcas originam-se esforços internos no interior da barra. Considere-se um corte imaginário na seção m-m, normal a seu eixo. Removendo-se, por exemplo, a parte direita do corpo, os esforços internos na seção considerada (m-m) transformam-se em esforços externos.

Para que não se altere o equilíbrio, estes esforços devem ser equivalentes a resultante, também axial, de intensidade F. Quando estas forcas são distribuídas perpendiculares e uniformemente sobre toda a seção transversal, recebem o nome de tensão normal.