A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial Tensão e deformação Ensaios: Tração Compressão.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial Tensão e deformação Ensaios: Tração Compressão."— Transcrição da apresentação:

1 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial Tensão e deformação Ensaios: Tração Compressão Cisalhamento Torção

2 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Tensão e Deformação Cálculo da tensão (Para tração e compressão): Cálculo da deformação (Para tração e compressão): Onde: σ= Tensão F= Força normal à seção transversal A o = Área original da seção transversal Onde: = Deformação l i = Comprimento instantâneo l o = Comprimento original Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

3 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Deformação Elástica Onde: σ= Tensão E= Módulo de elasticidade (ou módulo de Young) = Deformação Resiliência Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

4 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Deformação Plástica Tensão Limite de Escoamento Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

5 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Deformação Plástica Tensão Limite de Resistência à Tração Localização da Deformação plástica através da estricção. Empescoçamento. Critério de Considère dσ/dε = σ Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

6 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Deformação Plástica Ductilidade x Tenacidade Onde: %AL= Alongamento percentual l f = Comprimento na fratura l o = Comprimento original Onde: %RA= Redução de área percentual A f = Área final A o = Área original %AL Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

7 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Curvas de Tração para o Ferro Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

8 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Deformação Plástica Tensão verdadeira e deformação verdadeira Tensão verdadeira Deformação verdadeira Onde: σ v = Tensão verdadeira F= Força normal à seção transversal A i = Área instantânea da seção transversal v = Deformação verdadeira l i = Comprimento instantâneo l o = Comprimento original σvσv v Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

9 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Propriedades Mecânicas Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

10 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Efeito do Sistema Deformante Um gráfico carga vs. deslocamento (P i vs. l Ti ) produzido por um ensaio de tração é influenciado pela elasticidade do sistema deformante; Entende-se por sistema deformante toda a região fora do comprimento útil da amostra (l 0 ), compreendendo parte do corpo de prova, garras, travessão de aplicação de carga, etc; A influência da elasticidade do sistema (K s ) será tão maior quanto menor for sua rigidez (resistência à deformãção elástica); Traçar uma curva tensão nominal vs. deformação nominal sem excluir os valores elásticos do sistema deformante resulta em erros. OBS: Exemplos baseados em resultados reais para um ensaio de tração em uma liga de alumínio D16T. Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

11 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Gráfico Carga vs. Alongamento (mm) Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

12 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Tratamento Matemático EA lP o oi k P s i l Ti l i pe a Alongamento elásto- plástico da amostra Alongamento elasto- plástico total Alongamento elástico total Alongamento elástico da amostra Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

13 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

14 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Tensão Verdadeira vs. Deformação Verdadeira Uma vez que a deformãção elástica é não permanente, a deformação verdadeira é considerada somente a parcela plástica da deformação; Os valores são obtidos a partir da curva tensão nominal vs. deformação nominal. Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

15 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Tratamento Matemático A partir dos valores obtidos, obtem-se um polinômio que melhor se ajuste à curva original; A partir desse polinômio, traça-se uma nova curva tensão verdadeira vs. deformação verdadeira ajustada; Os cálculos da cinética da deformação plástica são obtidos a partir da curva ajustada. Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

16 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Comparação A seguir aparecem 3 exemplos práticos; A curva não corrigida A inclui as informações elasto-plásticas tanto da amostra quanto do sistema deformante; Aplicando a correção, mas ainda deixando os valores elásticos da amostra, gera a curva não corrigida B; A curva corrigida leva em conta somente valores plásticos. Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

17 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Comparação Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

18 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Tratamento Matemático Equações empíricas buscam descrever o comportamento do material durante a deformação plástica; São determinados matematicamente os estágios de encruamento; As equações mais utilizadas são as de Hollomon, Ludwig e Swift. Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

19 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Tratamento Matemático Hollomon - = Ke n – Normalmente descreve curvas que apresentam um único estágio de encruamento; – Em um gráfico logarítmico o traço é uma reta; – K representa um coeficiente de resistência enquanto n é o expoente de encruamento. Ludwig - = 0 + Ke n – Descreve um ou mais estágios de encruamento; – Em um gráfico logarítmico o traço é parabólico ou linear; – 0 representa uma tensão de escoamento. Swift - = K(ε+ ε 0 ) n – Descreve um ou mais estágios de encruamento; – Em um gráfico logarítmico o traço é hiperbólico ou linear; – ε 0 representa uma deformação inicial. Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

20 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Obtenção dos Estágios de Encruamento A partir da curva tensão verdadeira vs. deformação verdadeira ajustada, aplicar o logarítimo nos dois eixos (Hollomon) e depois traçar a derivada (Ludwig e Swift); Fazer ajustes lineares convenientes; A partir das equações constitutivas linearizadas, identificar os valores de inclinação (m) das retas ajustadas e de b. Equação da reta: y – y 0 = m(x – x 0 ) Hollomon linearizada: ln σ = ln K + n * ln ε Ludwig derivada - linearizada: ln dσ/dε = ln(n*K) + (n-1)*ln ε Swift derivada – linearizada: ln dσ/dε = ln(n) + 1/n * ln(k) + ((n-1)/n) * ln (σ) Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial

21 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ

22 Monocristais I II III Estágio I – Deslizamento Fácil Estágio II – Encruamento Estágio III – Recuperação Dinâmica

23 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Estágios de Encruamento Estágio I – Deslizamento Fácil – Baixa densidade de discordâncias, logo, há pouca restrição à movimentação das mesmas (não há interação entre discordâncias). A tensão cresce muito pouco com a deformação; Estágio II – Encruamento – A densidade de discordâncias aumenta muito rápido, as discordâncias começam a interagir, encruando o material. A tensão cresce muito com a deformação; Estágio III – Recuperação Dinâmica – A densidade de discordâncias está próxima a de saturação, podendo formar arranjos que minimizem a energia total do sistema (sub-grãos). A tensão cresce menos com a deformação.

24 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Policristais II III SÓ POSSUEM OS ESTÁGIOS II E III (em alguns casos apresentam um estágio de comportamento semelhante ao de deslizamento fácil e há estudos sobre estágios IV e V em ensaios em temperaturas elevadas) σnσn εnεn

25 Arranjos de Discordâncias Estágio IIEstágio III Encruamento Linear Encruamento Parabólico (concavidade negativa) Pequeno alívio de tensãoGrande alívio de tensão Estrutura CelularSub-grãos Mais atuante em materiais de elevada resistência mecânica Mais atuante em materiais de elevada ductilidade

26 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Dureza Resistência do material à deformação plástica localizada Dureza: – Qualitativa: Mohs: Talco: 1; Diamante: 10 – Quantitativas: Uso de indentadores, carga aplicada com certa taxa – Indentação: profundidade ou diâmetro – Testes simples e rápido, não destrutivo, correlacionável com parâmetros de tração e outros

27 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Técnicas de Medida de Dureza Mais simples e popular 20

28 Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Escalas de Dureza Al 2 O 3 + Fe, Ti, Cr KAlSi KAlSi 3 O 8 O Al 2 SiO 4 (F,OH) 2 Topázio Ca Ca 3 (PO 4 ) 2 (OH, F, Cl)PO 4 Apatita


Carregar ppt "Paulo Emílio Valadão de Miranda | Professor Titular UFRJ Propriedades Mecânicas: O Ensaio de Tração Uniaxial Tensão e deformação Ensaios: Tração Compressão."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google