aula 3 conceitos e mat jfm
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Aula sobre os primeiros conceitos de resistencia de materiais- definições de esforços , tensao e fator de segurançaTRANSCRIPT
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Resistncia dos materiaisConceitos sobre: EsforosMateriaisDiagramaLei Hooke
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Resistncia dos materiais
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Resistncia dos materiaisCaractersticas dos Materiais
1 Dureza: capacidade do material resistir ao desgaste ou penetrao de corpos estranhos
2 Fragilidade: Tendencia de quebrar com pequenas deformaes
3 Dutilidade: Capacidade de deformar-seprecialvelmente sob baixa carga
4 Maleabilidade: Capacidade de deformar-se sob trabalhos a frio
5 Elasticidade: Capacidade do material retornar ao seu estado inicial aps retirada da carga aplicada
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Classes de solicitaesEsforos NormaisCompresso
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Classes de solicitaesEsforos NormaisTrao
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Classes de solicitaesFlexo
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Classes de solicitaesCisalhamento
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Classes de solicitaesTorao
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Classes de solicitaesFlexotoroEsforos combinados
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Estudo das TensesTenso o resultado da ao de cargas externas sobre uma unidade de rea da seo analisada na pea, componente mecnico ou estrutural submetido solicitaes mecnicasEsforo NormalCisalha/to
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DIAGRAMA TENSO X DEFORMAO
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(p) - Tenso de proporcionalidade: Representa o valor mximo da tenso,abaixo do qual o material obedece a lei de Hooke.
(E) - Tenso de escoamento: A partir deste ponto aumentam as deformaes sem que se altere, praticamente, o valor da tenso. Quando se atinge o limite de escoamento, diz-se que o material passa a escoar-se.(R) Tenso limite de resistncia A tenso correspondente a este ponto recebe o nome de limite de resistncia ou resistncia a trao, pois corresponde a mxima tenso atingida no ensaio de trao.
(r) Tenso de ruptura: A tenso correspondente a este ponto recebe o nome de limite de ruptura; a que corresponde a ruptura do corpo de prova.
(e) - Deformao Elstica: O trecho da curva tenso - deformao,compreendido entre a origem e o limite de proporcionalidade, recebe o nome de regio elstica.
(p) - Deformao Plstica: O trecho compreendido entre o limite deproporcionalidade e o ponto correspondente a ruptura do material
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DIAGRAMA TENSO X DEFORMAOLei de HOOKE
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Lei de HOOKEA relao linear da funo tenso-deformao foi apresentada por Robert HOOKE em 1678 e conhecida por LEI DE HOOKE, definida como:
= E onde = tenso normal E = mdulo de elasticidade do material = deformao especficaO Mdulo de Elasticidade representa o coeficiente angular da parte linear do diagrama tenso-deformao e diferente para cada material.A lei de HOOKE valida para a fase elstica dos materiais. Por este motivo, quaisquer que sejam os carregamentos ou solicitaes sobre o material, vale a superposio de efeitos, ou seja, pode-se avaliar o efeito de cada solicitao sobre o material e depois som-los.
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Quando a barra carregada por trao simples, a tenso axial = P / A
e a deformao especfica = / L .
Combinando estes resultados com a Lei de HOOKE,tem-se o alongamento da barra:
Esta equao mostra que o alongamento de uma barra linearmente elstica diretamente proporcional carga e ao comprimento e inversamente proporcional ao mdulo de elasticidade e rea da seo transversal. O produto EA conhecido como rigidez axial da barra.
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Coeficiente de PoissonQuando uma barra tracionada, o alongamento axial acompanhado por uma contrao lateral, isto , a largura da barra torna-se menor enquanto cresce seu comprimento. Quando a barra comprimida, a largura da barra aumentaA relao entre as deformaes transversal e longitudinal constante dentro da regio elstica, e conhecida como relao ou coeficiente de Poisson (v);
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Formula geral de HookeA relao entre as deformaes transversal e longitudinal constante dentro da regio elstica, e conhecida como relao ou coeficiente de Poisson (v);Se forem consideradas as deformaes longitudinal (L) e transversal ( t), tem-se, respectivamente:
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Forma geral da Lei de HookeNo caso mais geral, no qual um elemento do material solicitado por trs tenses normais x, y e z, perpendiculares entre si, s quais correspondem respectivamente s deformaes x, y e z, a Lei de HOOKE se escreveA lei de HOOKE vlida para materiais homogneos, ou seja,aqueles que possuem as mesmas propriedades (mesmos E e ) em todos os pontos.
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Tenso Admissvel (adm)Considerar que a carga limite do material seja maior que o carregamento que este ir suportar em condies normais de utilizao
Apenas uma parte da capacidade do material est sendo solicitada, a outra parte reservada para garantir ao material, condies de utilizao segura.
Geralmente, esta tenso dever ser mantida na regio de deformao elstica do material
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Coeficiente de segurana (Sg)A determinao do coeficiente de segurana adequado para diferentes aplicaes requer uma anlise cuidadosa, que leve em considerao diversos fatores, tais como:1. Material a ser aplicado;2. Tipo de carregamento;3. Frequncia de carregamento;4. Ambiente de atuao;5. Grau de importncia do membro projetado
Materiais Frgeis adm=R/Sg
Materiais Dteis Sem deformao adm=E/Sg ou Com deformao adm=R/Sg
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Fator de Segurana Depende de:B Tipo de Carga : Esttica Dinmica AlternadaC Aplicao da Carga : Constante Gradual Impacto Alto impacto
D Caracterstica Mecnica : Mat. Dctil Mat. Frgil
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Fator de Segurana depende de :
A- Origem do material do material da pea
B Tipo de Carga : Esttica Dinmica Alternada
C Aplicao da Carga : Constante Gradual Impacto Alto impacto
D Caracterstica Mecnica : Mat. Dctil Mat. Frgil
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Sg = Nr ou NeFator de Segurana
Condio de carregamentoMateriais DteisMateriais FrgeisrerCarga Estatica427Carga Variavel6310Carga com Choques10520
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FS = A x B x C x D