Lei De Hooke E Propriedade Mecanica Dos Metais

Lei de Hooke

A lei de Hooke foi formulada em 1678 pelo cientista inglês Robert Hooke.

Esta lei diz que o alongamento experimentado por um material elástico (ao ser submetido à acção de uma força deformadora) é directamente proporcional à força deformadora sempre que a referida força não ultrapasse determinado limite, designado de limite de elasticidade, o qual depende do material em questão.

O alongamento de material elástico representa-se por Dl e não constitui o comprimento do material elástico, mas sim a diferença entre o seu comprimento final e o seu comprimento inicial.

A lei de Hooke pode ser expressa mediante a fórmula:

Dl = (F ´ l) / (A ´ E), onde Dl representa o alongamento experimentado, F a força aplicada, l o comprimento do material elástico e A a área da secção transversal e E o designado módulo de elasticidade ou módulo de Young.

Normalmente, a expressão matemática apresentada tem um aspecto diferente, pela introdução de duas novas grandezas. Em vez da força F utiliza-se a grandeza que se obtém quando se divide a força pela área da superfície sobre a qual actua (A). À expressão da força pela área chama-se tensão e representa-se pela letra s: s = F/A. Em vez do alongamento Dl, utiliza-se o alongamento relativo, que se obtém dividindo o alongamento pelo comprimento do material elástico. Esta variação relativa do alongamento denomina-se por dilatação e representa-se pela letra e: e = Dl/l.

Logo a expressão matemática anterior toma a fórmula mais simples: s = E ´ e. Desta forma a tensão que se aplica é directamente proporcional à dilatação desejada, sendo o módulo de elasticidade (E) a constante de proporcionalidade.

Quanto maior é o módulo de elasticidade, maiores tensões são necessárias para se alcançar a mesma dilatação. Por exemplo, o ferro possui um valor de módulo de elasticidade muito grande, enquanto que o da borracha é muito menor.

DETERMINAÇÃO DO DIAGRAMA TENSÃO X DEFORMAÇÃO

Pontos importantes

• Comportamento elástico

• Escoamento

• Endurecimento por deformação

• Estricção

• Diagrama tensão x deformação real

Os pontos importantes do diagrama tensão-deformação são: Limite de proporcionalidade, limite de elasticidade, limite de escoamento, limite de resistência e tensão de ruptura.

Módulo de Elasticidade

O módulo de elasticidade ou módulo de Young é um parâmetro mecânico utilizado para prever as variações de comprimento de um objeto ou material em função da tensão a que está sujeito , caracterizando desta forma as propriedades elásticas ou de rigidez do mesmo.

Formula:

Escoamento

Esse fenômeno é nitidamente observado em alguns metais de natureza dúctil, como aços baixo teor de carbono, caracteriza-se por um grande alongamento sem acréscimo de carga.

Tensão de escoamento

sy= tensão de escoamento (corresponde a tensão máxima relacionada com o fenômeno de escoamento). De acordo com a curva “a”, onde não observa-se nitidamente o fenômeno de escoamento.

Alguns aços e outros materiais exibem o comportamento da curva “b”, ou seja, o limite de escoamento é bem definido

(o material escoa deforma plasticamente sem praticamente aumento da tensão). Neste caso, geralmente a tensão de escoamento corresponde à tensão máxima verificada durante a fase de escoamento.

Limite