CRITÉRIO DE MÁXIMA ENERGIA DE DISTORÇÃO

Critérios de análise de materiais

Quanto consideramos critérios de análise de resultados, primeiro devemos entender como esses resultados são calculados. Um componente importante para o cálculo da maioria dos critérios se refere as deformações e as tensões principais. Considerando a teoria da elasticidade, pode-se obter as componentes de tensões em um ponto, imaginando-se um volume infinitesimal ao redor desse ponto que poderá ser alinhado a um sistema de coordenadas, de maneira que suas faces estarão submetidas a diferentes componentes de tensões (normais e tangenciais).

Esse volume pode ser rotacionado, de maneira que nessas faces existam apenas tensões normais e as tensões de cisalhamento sejam nulas. Essas faces são chamadas de faces ou planos principais. Aos separamos as tensões que ocorrem no ponto, pelos três planos principais, obteremos três valores distintos. A tensão de maior intensidade, normalmente positiva, ou seja, a maior tensão entre as três é definida como a tensão máxima principal, a tensão intermediária como tensão média principal, e a menor como tensão mínima principal. No volume ainda ocorrem tensões de cizalhamento, elas apenas não ocorrem nos planos principais.

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A

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B

Tensões que podem ocorrer em um volume de matéria. A: Tensões de tração, compressão e cizalhamento. B: Volume rotacionado de forma a demonstrar apenas tensões de tração e compressão.

Se, por exemplo, os três resultados obtidos forem 50 MPa, 10 MPa e -23 MPa, o resultado de 50 MPa se refere à tensão máxima principal, 10 MPa a média e -23 MPa a tensão mínima principal. É convenção que as tensões de tração tenham valores positivos e as tensões de compressão valores negativos. Portanto, em engenharia, ao citar que existe uma tensão de -34 MPa é o equivalente a definir como uma tensão de compressão de 34 MPa, similarmente, uma tensão de 60 MPa é equivalente a uma tensão de tração de 60 MPa.

Embora seja possível a existência de tensões exclusivamente de tração ou de compressão em um ponto, normalmente, o maior resultado entre as tensões máximas principais se refere ao pico de tração e o menor resultado (maior módulo, mas negativo) entre as tensões mínimas principais, se refere ao pico das tensões de compressão. Essa divisão é importante ao analisarmos materiais que reagem diferente a tensões de tração e compressão, mesmo que seu módulo seja o mesmo, como é o caso dos materiais friáveis/frágeis.

Quando analisamos critérios de falha para materiais isotrópicos, podemos dividir os critérios quanto a sua indicação para materiais dúcteis ou materiais friáveis. Se consideramos a resistência a tração de um material (T) e a resistência a compressão (C) e definirmos uma relação entre ela (T/C) teremos uma estimativa da ductibilidade do corpo. Materiais muito dúcteis terão um valor de T igual ou muito próximo a C, ou um valor próximo a 1/1 na sua relação. Conforme o material é mais friável/frágil, menor será o valor da relação. O osso trabecular, por exemplo, terá uma relação de 3/5, já a dentina 1/7, o esmalte 1/40 e alguns tipos de alumina