Unidade 2 | Conceitos de tensão e deformação

Seção 2.2 | Relação entre tensão e deformação - Exercícios (Páginas 85, 86 e 87)

Exercício 1

Os materiais dúcteis podem sofrer grandes deformações antes de se romperem. Exemplos desses materiais são o aço estrutural e outros metais. Uma forma de especificar a ductilidade de um material é pelo alongamento percentual ou pela redução percentual de área.

Para os dados apresentados na tabela abaixo, determine o percentual de alongamento do corpo de prova, que possui diâmetro de 13 mm e comprimento de 50 mm.

RESPOSTA: Alternativa A

Para determinar o alongamento por unidade de comprimento do corpo de prova (deformação específica ε) pode-se utilizar a equação a seguir:

Deve ser identificado na tabela, o valor da deformação absoluta no momento em que o corpo de prova se rompe, que foi a máxima deformação atingida no ensaio:

Como a deformação específica é a relação entre a deformação absoluta e o comprimento inicial, tem-se:

Esse valor, em porcentagem, equivale a:

Exercício 2

“Os diagramas tensão-deformação dos materiais variam muito, e ensaios de tração diferentes executados com o mesmo material podem produzir resultados diferentes, dependendo da temperatura do corpo de prova e da velocidade de aplicação da carga.” (BEER et al., 2015, p. 53).

Para os dados de ensaio de tração obtidos na tabela a seguir, determine a tensão última e a de ruptura de um corpo de prova com diâmetro de 13 mm e 50 mm de comprimento.

RESPOSTA: Alternativa A

Carga última é a carga máxima que o corpo de prova suporta, ou seja, a maior carga que atuou ao longo do ensaio de tração. Carga de ruptura é a carga atuante no momento da ruptura, ou seja, a última carga que atuou no corpo de prova durante o ensaio. Essas cargas podem ser identificadas na tabela:

A partir desses valores, é possível encontrar os valores das tensões correspondentes, ou seja, da tensão última (relativa à carga última) e da tensão de ruptura (relativa à carga de ruptura):

Exercício 3

O diagrama tensão-deformação pode variar muito de um material para outro, dependendo das características mecânicas de cada material. Uma interpretação importante deste diagrama é a possibilidade de identificar grupos de materiais.

Desenhe o diagrama tensão-deformação com os dados da tabela a seguir e identifique qual é o tipo de material do corpo de prova.

RESPOSTA: Alternativa C

O diagrama tensão x deformação pode ser desenhado de forma manual ou através de um software editor de planilhas, como o Microsoft Excel.

Analisando a curva do diagrama, é possível observar que a tensão última é igual à tensão de ruptura. Ou seja, não há grandes deformações antes do material atingir a ruptura. Desta forma, trata-se de um material frágil.