MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA

MATERIAIS DE CONSTRUÇÂO MECÂNICA I

INDICE

Introdução

Módulo de elasticidade

Módulo de cisalhamento

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Comportamento Tensão – deformação

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Módulo de Poisson

Plasticidade em monocristais

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Medição do módulo de elasticidade

Defeitos como amplificadores de tensão

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Resistência à flexão

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Medição de resistência mecânica

Tenacidade à fratura

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Resistência à tração

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Tratamento estatístico de medições de propriedades mecânicas de cerâmicas ...........................................................................................................................................8

Conclusão ...........................................................................................................................................9

Referencias bibliográfica .........................................................................................................................................10

INTRODUÇÂO

Os materiais cerâmicos, assim como outros tiposde materiais, são também utilizados em atividades que requerem resistência a esforços mecânicos. Portanto devem resistir de modo confiável a estes esforços. Em termos de propriedades mecânicas, a resistência à compressão das cerâmicas é maior que a dos metais, em face à alta energia das ligações iônicas, entretanto sua resistência à tração é muitíssimo inferior, devido à enorme sensibilidade que têm os materiais cerâmicos à presença dedefeitos estruturais introduzidos pelas técnicas de produção. Outras grandes desvantagens dos materiais cerâmicos são que falhampor fratura frágil e que as tensões que provocam falhas das estruturas cerâmicas variam muito em torno de um valor médio. Isto torna esta classe de materiais pouco confiável.

MÓDULO DE ELASTICIDADE

No regime elástico a tensão e a deformação possuem uma relação linear. A inclinação da retatensão versus deformação é definida como o módulo de elasticidade ou o módulo de Young,σ = Eε (3)O módulo de elasticidade é uma propriedade intrínseca do material, estando relacionado a suarigidez. Quanto maior E maior é dita a rigidez do material. Ele está também relacionado à energiade ligação do material. Quanto maior a energia de ligação maior é o módulo de elasticidade. Maioré também a temperatura de fusão. A tabela 6.1 traz uma lista de diversos materiais metálicos,cerâmicos e poliméricos para comparação. As unidades de tensão e módulo de elasticidade são

iguais uma vez que a deformação é adimensional.átomos. Aposição de equilíbrio de ambos os átomos, que caracteriza a distância interatômica dos átomosligados, é o ponto em que as forças atrativa e repulsiva se igualam em módulo, identificado na curva de força resultante pelo valor nulo. É visto também que a intensidade da força resultante variadiferentemente quando a distância é encurtada ou aumentada. A curva se inclina muito maisrapidamente, aumentando a força repulsiva, quando a distância é encurtada, do que quando adistância é aumentada.

MÓDULO DE CISALHAMENTO

Quando um corpo é exigido por uma tensão de cisalhamento, existe também uma relaçãolinear entre a tensão cisalhante e a deformação que ela provoca. Pode-se então definir umaconstante de proporcionalidade denominada módulo de cisalhamento (G)

τ = Gγ (6)onde γ é a tangente do ângulo de formação.

COMPORTAMENTO TENSÃO – DEFORMAÇÃO

A figura 6.1 mostra diagramas de tensão deformação para materiais esforços de tração. Os diagramas a e b representam materiais com comportamento plástico. O diagrama (a) representa um material com comportamento frágil, típico de cerâmicas. Os diagramas de materiais plásticos são compostos por duas etapas distintas. A primeira etapa, queocorre nas tensões mais baixas, é caracterizada por uma reta. A

segunda etapa é caracterizada por um comportamento não linear. Neste, a tensão necessária para a deformação pode aumentar continuamente, como em (b), ou pode ter apresentar um comportamento serrilhado, como em (c). A tensão para se continuar a deformação deve ser cada vez maior, até um máximo. A partir daí, a deformação pode ser continuada com valores de tensão menores.

Figura 6.1: Diagramas típicos de tensão deformação para materiais dúcteis (b,c) e material frágil (a), como uma cerâmica.

A etapa linear recebe o nome de regime elástico. A parte não linear recebe o nome de regimeplástico. No regime elástico, a deformação sofrida pela estrutura é