O Conceito da lei de Hooke e suas aplicações

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CENTRO UNIVERSITÁRIO CLARETIANO

Curso:	Engenharia de Produção
Disciplina:	Resistência dos Materiais
Tutor:
Aluno:
Unidade:	Atividade Portfólio Ciclo 2	30.03.2015

Polo Batatais-SP

30/03/2015

Atividade no Portfólio

Objetivos

Compreender o conceito da lei de Hooke e suas aplicações.

Utilizar a tensão admissível para o dimensionamento e compreender sua importância.

Descrição da atividade

Com base nas leituras propostas, responda às questões a seguir:

1 - Faça um resumo sobre os tipos de materiais (dúcteis e frágeis) e sobre a lei de Hooke, indicando suas principais características. Ao final do resumo, explique por que o dimensionamento dos materiais sempre é realizado na região onde a lei de Hooke é válida. Resposta: Os materiais dúcteis são caracterizados por possuírem uma região de deformação plástica, além da elástica, a temperaturas normais, isto é, deformações que são permanentes em um corpo. Quando um corpo é submetido a uma força crescente, o seu comprimento aumenta proporcionalmente até atingir o limite de escoamento do material. A partir desse momento, ocorre o fenômeno da estricção (Propriedade que têm certos materiais de se deformarem antes de se romperem), que é quando a área da seção transversal do corpo começa a diminuir até a ruptura do material. Aço, alumínio, cobre, polímeros, entre outros, são exemplos de materiais dúcteis. [pic 3] [pic 4] A estricção determina a ductibilidade do material. Quanto maior for a estricção, mais dúctil será o material. Os materiais frágeis não possuem a região de deformação plástica quando é aplicado uma força crescente, apenas a região de deformação elástica. O material, após solicitado até o limite elástico, rompe-se, não sofrendo estricção, e a ruptura ocorre sem deformá-lo. O corpo frágil não possui deformação plástica, um material frágil não ocorre a estricção e o material se rompe de uma vez, sem escoar. Exemplo: vidro, plásticos, algumas ligas metálicas, entre outros. [pic 5] Aspecto da fratura frágil. Deformação imperceptível antes da ruptura. Nos dois casos,  a temperatura influencia na ruptura do corpo. [pic 6] A lei de Hooke determina a função tensão/deformação do material e sua proporcionalidade, independente do tipo de material. A Lei de Hooke é válida para a região de deformação elástica do material. Por isso que o dimensionamento de peças se resume em analisar as forças atuantes na peça, para que a inércia da mesma continue existindo e para que ela suporte os esforços empregados. Para isso é preciso conhecer o limite do material. Isso pode ser obtido através de ensaios que, basicamente, submetem a peça ao esforço que ela deverá sofrer onde será empregada, a condições padrão, para que se possa analisar o seu comportamento.

2) A tensão admissível de um projeto é a tensão de escoamento do material utilizado dividido pelo coeficiente de segurança adotado. No caso de desenvolver a estrutura de uma mesa de refeição e de um elevador de carga, em qual dessas situações o coeficiente de segurança é mais importante? Justifique. Resposta: Na tensão admissível temos que definir o fator de segurança do material a ser utilizado, para que a resistência do material seja suficiente para garantir o desempenho sem ele se deformar plasticamente. Para a maioria dos materiais já está estabelecido a sua tensão de escoamento e sua tensão de ruptura. O seu fator de segurança é estabelecido a partir destes dados e também do uso que aplicação que o material terá. Para a estrutura da mesa o fator de segurança poderá ser menor que a do projeto do elevador de carga, avaliando o seu uso. Já para o elevador de carga o fator de segurança deve ser mais elevado, por causa do grau de risco que ele pode oferecer se o matérial utilizado não suportar a sua carga. Também é importante que a carga limite que o material suporta seja maior que o carregamento que será exercido. Lembrando que, o fator de segurança é sempre maior que 1. Quanto menos informações a respeito do material, do processo de fabricação e das forças atuantes, maior será o fator de segurança utilizado.

FONTES:

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