RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS I

Apresentação em tema: "RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS I"— Transcrição da apresentação:

1 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS I
Aula 5 – Tensão x Deformação

2 REVISÃO AULA 4 Tensão cisalhante Deformação

3 TENSÃO CISALHANTE Em mecânica dos solos, as tensões cisalhantes são as responsáveis pelas rupturas em encostas, vales, depressões, senos, barragens e outras solicitações geomecânicas do solo sedimentar jovem.

4 Deslizamento de terra – Rebouças – 2007 - GeoRio

5 Deslizamento de solo residual em São Conrado – 1996 – GeoRio

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10 σ = F/A Tensão τ = F/A F: N, Kn, … Unidades A: m², mm², … σ ou τ: N/m²; mm², ...

11 1 Pa 1 N/m² 1 MPa 1 N/mm² 1 GPa 1 KN/mm² 103 MPa

12 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO DESTA AULA
Deformação Material frágil Material ductil

13 TENSÃO X DEFORMAÇÃO Precisamos conhecer o comportamento dos materiais quando submetidos a carregamentos e para isso, fazemos ensaio mecânico numa amostra do material chamada de corpo de prova. No ensaio, são medidas a área de seção transversal “A” do CP e a distância “L0” entre dois pontos.

14 TENSÃO X DEFORMAÇÃO

15 TENSÃO X DEFORMAÇÃO No ensaio de tração, o CP é submetido a um carga normal “F”. A medida que este carregamento aumenta, pode ser observado um aumento na distância entre os pontos marcados e uma redução na área de seção transversal, até a ruptura do material.

16 TENSÃO X DEFORMAÇÃO O diagrama tensão - deformação varia muito de material para material, e ainda, para uma mesmo material podem ocorrer resultados diferentes devido a variação de temperatura do corpo de prova e da velocidade da carga aplicada.

17 TENSÃO X DEFORMAÇÃO O gráfico σ x ε de vários grupos de materiais nos permite distinguir algumas características comuns; elas nos levam a dividir os materiais em duas importantes categorias: materiais dúteis e os materiais frágeis.

18 MATERIAL DUTIL Materiais dúteis: aço, cobre, alumínio e outros – escoamento a temperatura normal.

19 TENSÃO X DEFORMAÇÃO Corpo de prova submetido a carregamento crescente, e com isso seu comprimento aumenta. A parte inicial do diagrama é uma linha reta com grande coeficiente angular. Quando é atingido um valor crítico de tensão σ, o corpo de prova sofre uma grande deformação com pouco aumento da carga aplicada. A deformação longitudinal de uma material é definida como:

20 TENSÃO X DEFORMAÇÃO onde: ε - deformação [%] ε = l f − l o ×100 [%] lo l o   lo – comprimento inicial do CP [mm, cm, ...] lf – comprimento final do CP [mm, cm, ...]

21 TENSÃO X DEFORMAÇÃO Quando o carregamento atinge um certo valor máximo, o diâmetro do CP começa a diminuir, devido a perda de resistência local. A esse fenômeno é dado o nome de estricção.

22 TENSÃO X DEFORMAÇÃO ψ = Ao – Af ×100 [%] Ao Ao - área de secção transversal inicial [mm2, cm2, ...] Af - área da secção transversal final [mm2, cm2, ...]

23 MATERIAL FRÁGIL Materiais frágeis: ferro fundido, vidro e pedra, são caracterizados por uma ruptura que ocorre sem nenhuma mudança sensível no modo de deformação do material.

24 MATERIAL FRÁGIL Para os materiais frágeis não existe diferença entre tensão de resistência e tensão de ruptura. Não há estricção nos materiais frágeis e a ruptura se dá em uma superfície perpendicular ao carregamento.

25 MATERIAIS DUTEIS E FRAGEIS

26 MATERIAIS DUTEIS E FRAGEIS
ruptura de um material frágil ruptura de um material dútil

27 TENSÃO X DEFORMAÇÃO

28 MATERIAL DUTIL Lei de Hooke:    E = módulo de elasticidade ou módulo de Young Unidade: [Pa]

29 TENSÃO X DEFORMAÇÃO

30 TENSÃO X DEFORMAÇÃO OA - Material obedece a lei de Hooke. Tensão no ponto A é tensão limite de proporcionalidade - p AB – Curva começa a se afastar da reta AO, até que em B, começa o escoamento. No ponto B termina a zona elástica. Se   p e retirarmos o carregamento material segue a reta AO. Para p <   e o descarregamento deixará deformação.

31 BC - Escoamento. Aumento da deformação com pequena. variação da tensão
BC - Escoamento. Aumento da deformação com pequena variação da tensão. No ponto B começa a zona plástica. CE – No ponto D começa a fase de ruptura, caracterizado pela estricção. A ruptura ocorre em E. As tensões correspondentes aos pontos D e E são as tensão máxima (máx) e tensão de ruptura (r ).

32 Conhecemos os materiais frágeis e duteis;
RESUMINDO Hoje aprendemos: O que é Deformação; Conhecemos os materiais frágeis e duteis; Analisamos o gráfico dos materiais. Bons estudos, até a próxima aula.