Ciencia dos materiais

CENTRO UNIVERSITÁRIO[pic 1]

INSTITUTO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE BRASÍLIA – IESB

ENGENHARIA ELÉTRICA

Ciência Dos Materiais

Brasília – DF

2016

CENTRO UNIVERSITÁRIO

INSTITUTO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE BRASÍLIA – IESB

ENGENHARIA ELÉTRICA

Ciência Dos Materiais

Ciência dos Materiais
apresentada para o curso de Engenharia
elétrica do 4° Semestre de 2016 – Centro

Universitário - IESB.

Orientador: Li Exequiel Espindola López

Brasília – DF

2016[pic 2]

CENTRO UNIVERSITÁRIO

INSTITUTO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE BRASÍLIA – IESB

ENGENHARIA ELÉTRICA

[pic 3]

Alunos: Juliano Passos 1322081023

Edicarlos Silva 1322081056

Diego Pablo 1522081016

Isaias Eustorgio 1512081017

Andre Pietro

Brasília – DF

2016

1. Introdução

Em um projeto, seja ela de engenharia civil, elétrica ou automobilística, a escolha dos materiais utilizados é um dos momentos mais importantes, pois determinado material pode ou não suprir uma determinada necessidade. Portanto é preciso conhecer as propriedades mecânicas dos materiais. Neste relatório serão abordadas as propriedades dos metais.

As propriedades mecânicas dos materiais definem como o material se comporta quando sujeitos a forças mecânicas, relacionando a capacidade de resistir ou transmitir ou transmitir essas forças sem se romper ou deformar de maneira não controlável.

As principais propriedades mecânicas são: resistência à tração, elasticidade, ductilidade, fluência entre outras.

As normas técnicas que regem os testes das propriedades mecânicas dos materiais são elaboradas no Brasil pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e nos Estados Unidos pela ASTM (American Society for Testing and Materials), portanto, o material precisa ser testado e estar dentro das determinadas normas de cada país.

1. Tensão e Deformação.

Quando uma tensão é aplicada em um material, ocorre uma deformação em sua  estrutura , sendo assim preciso saber como cada tipo de material irá reagir a uma determinada tensão.

Com isso, é preciso fazer ensaios para determinar o comportamento de deformação em um material de acordo com a tensão sobre ele aplicada. Dos tipos de tensão que podem ser reproduzidas em laboratório, as mais importantes para determinar as propriedades mecânicas são: tração, compressão e cisalhamento.

Algebricamente, as tensões de tração e compressão podem ser calculadas utilizando a formula da Tensão de Engenharia:

[pic 4]

Equação 1 - Tensão de Engenharia.

Onde:

: Tensão de Engenharia, calculada em MPa.[pic 5]

: Força aplicada (N)[pic 6]

: Área da secção transversal (m²)[pic 7]

A Tensão de engenharia é calculada em MegaPascal (MPa), onde 1 Mpa equivale a 10.000.000 N/m²

Já a equação que define a Deformação de Engenharia é:

[pic 8]

Equação 2 - Deformação de Engenharia.

Onde:

: Deformação de Engenharia (Adimensional).[pic 9]

 : Comprimento inicial (mm).[pic 10]

: Comprimento Final (mm).[pic 11]

 

A deformação pode ser dividida em duas categorias:

• Deformação elástica: o material se recupera após a força ser retirada sobre ele. Obedece a lei de Hooke.
• Deformação Plástica: o material não se recupera e a deformação é permanente.

1. Ensaio de Tração

É um dos ensaios mecânicos de tensão-deformação mais comuns para determinar as propriedades mecânicas dos materiais.

Em um mecanismo apropriado, aplica-se uma força uniaxial, conhecida como tração, que cresce gradativa e registra-se cada valor de força correspondente até o momento da fratura do corpo de teste formando um gráfico que representa as fases do material.

Neste ensaio, o corpo de prova possui o formato de “osso de cachorro” para melhor fixar-se ao equipamento e reduzir a probabilidade da fratura ocorrer nas regiões da extremidade, e também para que, a fratura fique confinada na região central mais estreita.

[pic 12]

Figura 1 - Ensaio de Tração.

1. Ensaio de compressão

Assim como o ensaio de tração, o ensaio de compressão aplica uma carga uniaxial, porém com força que comprime e consequentemente contrai a amostra.

É estabelecido que na compressão, na equação da Tensão de Engenhara, a força é negativa, e na equação de Deformação de engenharia, pelo fato do comprimento final ser menor que o comprimento inicial, a variação de comprimento também é negativa.

Outra característica do ensaio é que o comprimento inicial é maior que o comprimento final .