Propriedades mecânicas

Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PGCEM

Departamento de Engenharia Mecânica – DEM

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

Exercícios – Propriedades Mecânicas – 2014/02

Acadêmico (a):

1) A partir do comportamento tensao-deformacao em tração para o corpo de provas de latão (figura abaixo) determine:

a) O módulo de elasticidade.

b) A tensão limite de escoamento para uma pré-deformação de 0,002.

c) A carga máxima que pode ser suportada por um corpo de provas cilíndrico que possui um diâmetro original de 12,8 mm.

d) A variação no comprimento de um corpo de provas originalmente com 250 mm de comprimento e que foi submetido a uma tensão de tração de 345 MPa.

e) Para o gráfico à direita, determine cada propriedade mecânica mencionada no gráfico.

2) Um corpo de prova de alumínio que possui uma seção reta retangular de 10 mm x 12,7 mm (0,4 pol. x 0,5 pol.) é puxado em tração com uma força de 35.500 N (8000lbf), produzindo apenas uma deformação elástica. Calcule a deformação resultante.

3) Um corpo de prova cilíndrico feito a partir de uma liga de titânio que possui um módulo de elasticidade de 107GPa (15,5 x 106 psi) e um diâmetro original de 3,8 mm (0,15 pol.) irá experimentar somente deformação elástica quando uma carga de tração de 2000 N (450 lbf) for aplicada. Compute o comprimento máximo do corpo de prova antes da deformação se o alongamento máximo admissível é de 0,42 mm (0,0165 pol.).

4) Uma barra de aço com 100 mm (4,0 pol.) de comprimento e que possui uma seção reta quadrada com 20 mm (0,8 pol.) de aresta é puxada em tração com uma carga de 89.000 N (20.000 lbf), e experimenta um alongamento de 0,10 mm (4,0 x 10-3 pol.). Admitindo que a deformação seja inteiramente elástica, calcule o módulo de elasticidade do aço.

5) Considere um fio cilíndrico de titânio com 3,0 mm (0,12 pol.) de diâmetro e 2,5 x 104 mm (1000 pol.) de comprimento. Calcule o seu alongamento quando uma carga de 500 N (112 lbf) é aplicada. Suponha que a deformação seja totalmente elástica.

6) Para uma liga de bronze, a tensão na qual a deformação plástica tem início é de 275 MPa (40.000 psi), e o módulo de elasticidade é de 115 GPa (16,7 x 106 psi).

(a) Qual é a carga máxima que pode ser aplicada a um corpo de prova com uma área da seção reta de 325 mm2 (0,5 pol.2) sem que ocorra deformação plástica?

(b) Se o comprimento original do corpo de prova é de 115 mm (4,5 pol.), qual é o comprimento máximo para o qual ele pode ser esticado sem que haja deformação plástica?

7) Um bastão cilíndrico feito de cobre (E= 110 GPa, 16 x 106 psi), com limite de elasticidade de 240 MPa (35.000 psi), deve ser submetido a uma carga de 6660 N (1500 lbf). Se o comprimento do bastão é de 380 mm (15,0 pol.), qual deve ser o seu diâmetro para permitir um alongamento de 0,50 mm (0,020