Arthur marcon Tiago rohrsetzer UFSC – EMC –

Apresentação em tema: "Arthur marcon Tiago rohrsetzer UFSC – EMC –"— Transcrição da apresentação:

1 Arthur marcon Tiago rohrsetzer UFSC – EMC – 2013.1
Ensaios Mecânicos Arthur marcon Tiago rohrsetzer UFSC – EMC –

2 BREVE INTRODUÇÃO: 2 Cada material possui suas próprias características: o ferro fundido é duro e frágil, o aço é resistente, o vidro é transparente e frágil, o plástico é impermeável, a borracha é elástica, dentre outros inúmeros materiais com suas diversas características. Essas propriedades estão diretamente relacionadas à natureza das ligações entre os átomos de cada material. Ferro Fundido

3 PROPRIEDADES QUÍMICAS
Essas propriedades podem ser reunidas em dois grandes grupos: 3 PROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES QUÍMICAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Se manisfestam quando o material entra em contatos com outros materiais ou com o ambiente. PROPRIEDADES TÉRMICAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS Determinam o comportamento do material em todas as circunstâncias de fabricação e utilização.

4 PROPRIEDADES MECÂNICAS
4 Resistência Mecânica Elasticidade Plasticidade Dureza e Fragilidade As PROPRIEDADES MECÂNICAS podem ser observadas quando o material está submetido a esforços de natureza mecânica, ou seja, essas propriedades são capazes de determinar a maior ou menor capacidade que um material tem para transmitir ou resistir aos esforços que lhe são aplicados. As capacidades mencionadas são importantes nos processos de fabricação e utilização do material. Do ponto da indústria mecânica, esse conjunto de propriedades é considerado o mais importante para a escolha de uma matéria prima.

5 Resistência Mecânica 5 Dentre as propriedades mecânicas, a considerada mais importante é a RESISTÊNCIA MECÂNICA. Essa propriedade permite que o material seja capaz de resistir à ação de determinados tipos de esforços, como a tração e a compressão. Aplicação no carregamento de compressão no corpo de prova b) Ensaio de tração

6 Elasticidade 6 Capacidade que o material deve ter de se deformar quando submetido a um esforço, e de voltar à forma original quando o esforço termina. Super isopor que possui como suas principais características: Resistências dos metais; ELASTICIDADE da borracha. Promete aplicações que vão do amortecimento de choques à baterias elétricas sofisticadas. Criado em pesquisas financiadas pela Boeing e GM.

7 Plasticidade PRENSA MECÂNICA (PRENSAGEM)
7 Capacidade que o material deve ter de se deformar quando submetido a um esforço, e de manter essa forma quando o esforço desaparece. Propriedade importante para os processos de fabricação que exigem conformação mecânica. PRENSA MECÂNICA (PRENSAGEM) EX. FABRICAÇÃO DE PARTES DA CARROCERIA DE VEÍCULOS

8 Dureza Fragilidade Escala de Mohs 8
Resistência do material à penetração, à deformação plástica permanente e ao desgaste. Resistência ao risco. Quando o material apresenta baixa resistência aos choques. Escala de Mohs Escala não linear criada pelo alemão Frederich Mohs. Mede a dureza de alguns minerais.

9 PROPRIEDADES TÉRMICAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS
9 Determinam o comportamento dos materiais quando são submetidos a variações de temperatura. Tanto no processamento do material (fabricação) quanto na sua utilização Determinam o comportamento dos materiais quando são submetidos à passagem de uma corrente elétrica. Ex.1 – Ponto de Fusão Ex.2 – Dilatação térmica Ex.1 – Condutividade elétrica Ex.2 – Resistividade elétrica

10 Por que são necessários?
ENSAIOS MECÂNICOS 10 Os engenheiros de qualquer especialidade devem compreender como as várias propriedades mecânicas são medidas e o que elas representam. Qualquer projeto de engenharia, especificamente o projeto de um componente mecânico, requer para sua viabilização um vasto conhecimento das características, propriedades e comportamentos dos materiais disponíveis e utilizados. Por que são necessários? Para que na execução de algum projeto de engenharia não ocorram níveis consideráveis de deformação e/ou falhas em serviço. Projeto mecânico de componentes de uma turbina de gás. (Diversidade de materiais e Propriedades).

11 Definição: 11 Ensaios mecânicos são diferentes tipos de testes cuidadosamente programados para reproduzir o mais fielmente possível as condições de utilização dos materiais e, assim, se conhecer as propriedades (principalmente mecânicas) de cada material. Fatores a serem considerados nos ensaios: Natureza da carga aplicada Condições ambientais Duração de aplicação da carga Temperatura (fator de grande importância). - Carga de tração ou compressão. - Magnitude constante ou alternada. - Fração de segundos. - Período de semanas/meses.

12 As propriedades mecânicas e seu comportamento sob determinadas condições de esforços são os objetivos de várias pessoas e grupos que possuem diferentes interesses, tais como: produtores e consumidores de materiais, instituições de pesquisa, agências governamentais, dentre outros. Devido a isso, é imprescindível que exista alguma consistência na maneira de conduzir os ensaios e na interpretação de seus resultados, a qual é obtida por meio do uso de técnicas de ensaio padronizadas. Essa normalização é fundamental para que se estabeleça uma linguagem comum entre fornecedores e usuários dos materiais. 12 ASTM – American Society for Testing and Materials – Uma das empresas responsáveis pelo estabelecimento e publicação dessas normas. É a organização mais ativa nos EUA e de larga aceitação no Brasil. Entidade responsável pelas normas padrões no brasil – ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).

13 Classificação: 13 Quanto à integridade geométrica e dimensional da peça: Ensaios Destrutivos: - Quando após executados provocam a inutilização parcial ou total das peças (tração, dureza, fadiga). Ensaios Não-Destrutivos: - Quando após executados não comprometem a integridade das peças (raios X, ultra-som). Dispositivo usado para conduzir ensaios tensão-deformação por tração. O corpo de prova é alongado pelo travessão móvel; uma célula de carga e um extensômetro medem, respectivamente, a magnitude da carga aplicada e o alongamento Máquina de Raios X

14 Classificação: Ensaios Estáticos: Ensaios Dinâmicos:
14 Quanto à velocidade de aplicação da carga: Ensaios Estáticos: - Quando a carga é aplicada de maneira lenta, induzindo a uma sucessão de estados de equilíbrio, caracterizando um processo quase estático. - Ensaios de tração, compressão, flexão, torção e dureza. Ensaios de Carga Constante: Quando a carga é aplicada durante um longo período. Ensaio de fluência. Ensaios Dinâmicos: Quando a carga é aplicada rapidamente ou ciclicamente. Ensaios de fadiga e de impacto.

15 LEBm – Laboratório de Engenharia Biomecânica UFSC/HU
15 - Realiza ensaios mecânicos na área da saúde, composto por profissionais da engenharia e também da medicina, é acreditado pelo Inmetro para desenvolver vários testes em materiais ortopédicos e mamários. - Está localizado no complexo do Hospital Universitário em uma sala recentemente construída para abrigar todos os segmentos do laboratório. Supervisor: Professor Dr. Eng. Carlos R. de M. Roesler

16 Ensaios Realizados No LEBm
16 No LEBm são realizados tanto ensaios estáticos quanto dinâmicos, pois geralmente para um material ser aprovado segundo as normas internacionais, deve passar por ambos os processos. Algumas das máquinas usadas no laboratório são criadas pelos engenheiros que lá trabalham, como por exemplo a máquina para teste de fadiga em implantes mamários. Esta máquina foi aprovada pelo Inmetro, que após aprovar ainda comprou um exemplar.

17 ENSAIO DE IMPACTO ENSAIO DE FADIGA 17

18 Ensaios Dinâmicos: 18 - Ensaio de Fadiga:
- Os dados obtidos nos testes de fadiga freqüentemente são apresentados em um diagrama S-N, que é um traçado do número de ciclos necessários para ocasionar um colapso em um corpo de prova em relação à amplitude da tensão cíclica desenvolvida. - Neste ensaio, o material é submetido a ciclos de carga, entre uma carga média (que pode ser zero) e outra alternada, até que aconteça um colapso no mesmo. Bose ElectroForce Peripheral Stent Test Instrument – Usado no LEBm (Único na América Latina)

19 Exemplo máquina BOSE para ensaios dinâmicos:

20 Ensaios Estáticos: 20 - Ensaio de torção:
Com uma extremidade presa na maquina de teste, uma carga de torção é aplicada na outra extremidade do material. Os dados obtidos no teste de torção são utilizados para construir um diagrama de tensão-deformação e para determinar o módulo de elasticidade de torção, módulo de ruptura em torção e resistência à torção no limite elástico. Instron MT Torsion Test System – Usado no LEBm

21 Ensaio Estático II Ensaio de tração 21
O material a ser testado é fixado na máquina e no travessão móvel, que fará um esforço para alongar ou esticar o corpo de prova na direção axial. O ensaio de tração permite medir a resistência do material. Em um ensaio de tração, obtém-se o gráfico tensão-deformação, na qual é possível analisar o comportamento do material ao longo do ensaio. TMI Universal tester 50kN

22 Ensaio de Carga Constante:
22 - Ensaio de Fluência: Neste ensaio, o material é submetido a uma carga, ou tensão, constante em função do tempo e à temperaturas muito elevadas. Assim fica determinada a fluência do material, que é a deformação plástica que ocorre com o tempo.

23 Quando estudar ensaios mecânicos:
23 3ª fase – Materiais de Engenharia (EMC5201) Pré-Requisitos: EQA5116 – Mecânica dos Sólidos A (EMC5128) Pré-Requisitos: FSC5103/MTM5245 4ª fase – Mecânica dos Sólidos B (EMC5138) Pré-Requisitos: EMC5128 5ª fase – Laboratório em Propriedades Mecânicas (EMC5110) - Pré-Requisitos: EMC5201

24 24 Dúvidas?

25 Referências: 25 capitulo09-ensaios-mod1.pdf (acessado em 03/04/2013) (acessado em 07/04/2013) (acessado em 09/04/2013) (acessado em 09/04/2013) tent_test_instrument/page.html (acessado em 09/04/2013) ftp://ftp.mecanica.ufu.br/LIVRE/Marlipe/elementos%20de%20m%E1quin as/Israel/ensaio_de_fluencia.pdf (acessado em 10/04/2013) (acessado em 10/04/2013) (acessado em 11/04/2013) (acessado em 11/04/2013