Prevenção De Falhas

PASSO 2

Fazer uma pesquisa dos tópicos abaixo, de modo a entender quais as possíveis falhas que podem ocorrer dentro de um projeto mecânico:

 Deformação Elástica

 Escoamento

 Indentação

 Fratura Frágil

 Fadiga

 Corrosão

 Desgaste

 Flambagem

1 - Deformação plástica

Para se prevenir falhas por Deformação Elástica é realizado o teste de tração.

Em um ensaio de tração, um corpo de prova ou provete é submetido a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até à ruptura. Geralmente, o ensaio é realizado num corpo de prova de formas e dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos.

Este é fixado numa máquina de ensaios que aplica esforços crescentes na sua direção axial, sendo medidas as deformações correspondentes. Os esforços ou cargas são mensurados na própria máquina, e, normalmente, o ensaio ocorre até a ruptura do material. Exemplo prático material: régua plástico.

Quando se aplica uma força de tração no elástico, o seu comprimento aumenta; se parar de aplicar a força, ele volta a sua posição inicial. Ao aplicar uma força maior seu comprimento se alonga e a sua seção se estreita. Mesmo parando com a força inicial do elástico, ele não volta mais a sua posição inicial. Ele fica com uma deformação residual permanente. E se continuar com uma força nele, ele vai acabar se rompendo.

Num laboratório de teste isso é tudo mais complexo. Os ensaios são feitos com equipamentos que registram todas as informações necessárias.

A partir daí é analisada a resistência do material.

Figura 1 - máquina universal de ensaios mecânicos. Fonte: http://www.metalab.com.br/analise-de-materiais/ensaios-mecanicos.

Durante o ensaio, podemos verificar o diagrama de tensão e deformação

Figura 2 – Diagrama Tensão e Deformação

Quando um corpo de prova passa por um ensaio de tração, a máquina de ensaio fornece um gráfico que estabelece a relação entre força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio.

A partir do gráfico são avaliadas propriedades mecânicas durante o ensaio. O que interessa durante a análise do gráfico é a relação entre a tensão e a deformação.

 T= F/S

 T- Tensão

 F- Força

 S= Área de seção sobre a qual é aplicada

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2 – Escoamento

Limite de escoamento, também chamado de tensão de cedência ou tensão de limite elástico, ou tensão de escoamento, é a tensão máxima que o material suporta ainda no regime elástico de deformação, se houver algum acréscimo de tensão o material não segue mais a lei de HOOKE, e começa a sofrer deformação plástica deformação definitiva. Onde k é o módulo de elasticidade ou Módulo de Young.

Todos os materiais se rompem quando submetidos a um carregamento no qual a tensão seja maior que a da sua resistência mecânica. Contudo, já vimos que o comportamento ao longo desse processo pode classificá-los em dois grandes grupos: os frágeis – que fraturam sem ‘ceder’ – e os dúcteis – que ‘cedem’ nitidamente antes de fraturar.

A maioria dos materiais metálicos, ao ser submetido a uma tensão de tração crescente, se comporta dentro do grupo dos que ‘cedem’ antes de romper. Neste caso, antes de ser atingida a tensão que caracteriza a resistência mecânica do material, a relação entre a força aplicada e o alongamento desvia-se da linearidade elástica na (assim denominada) tensão de escoamento. Para estes materiais, a partir deste ponto em diante, passa a acontecer o processo que se denomina deformação plástica do metal.

Figura 3 – Diagrama Tensão x Deformação

3 - Indentação

A dureza de um material é uma propriedade difícil de definir, que tem diversos significados dependendo da experiência da pessoa envolvida. Em geral, dureza implica em resistência à deformação e, para os metais, esta propriedade é uma medida de sua resistência à deformação plástica, ou permanente.

Para alguém preocupado com os mecanismos de teste de materiais, dureza significa geralmente a resistência à endentação, e para o engenheiro de projeto, ela frequentemente significa uma quantidade fácil de ser medida e especificada, que indica algo a respeito da resistência e do grau de tratamento térmico de um material metálico.

Existem três tipos de gerais de medida de dureza, dependendo da maneira pela qual o ensaio é conduzido:

(a) dureza ao riscamento;

(b) dureza à endentação;

(c) dureza dinâmica ou por rebote.

Somente a dureza por endentação, nos materiais metálicos, tem interesse significativo para a engenharia.

Indentação Vickers

O ensaio de dureza Vickers é uma técnica utilizada durante décadas para avaliação da dureza superficial de materiais cerâmicos, metálicos e compósitos. Recentemente, diversos pesquisadores têm desenvolvido novas técnicas baseadas neste ensaio para utilizá-lo como uma ferramenta na avaliação de outras propriedades mecânicas, como módulo de Young, coeficiente de Poisson e tenacidade à fratura, com o intuito de caracterizar materiais peculiares