As propriedades mecânicas definem o comportamento do material quando sujeitos à esforços mecânicos, pois estas estão relacionadas à capacidade do material de resistir ou transmitir estes esforços aplicados sem romper e sem se deformar de forma incontrolável.
Principais propriedades dos materiais
O conhecimento das propriedades mecânicas dos materiais, por exemplo, proporciona a escolha de fatores de segurança adequados, que irão influir de maneira decisiva na parte econômica de um projeto.
Os ensaios mecânicos são métodos utilizados para medir uma série de fatores com o objetivo de entender o comportamento do material com que se trabalha. Isso é feito por meio da análise de suas propriedades mecânicas em várias condições de uso.
Sendo um dos ensaios mais empregados atualmente na indústria, o ensaio de tração avalia diversas propriedades mecânicas dos materiais, através de características extraídas da análise do gráfico gerado por esse ensaio, o qual é conhecido como diagrama tensão-deformação.
Os ensaios realizados nos materiais apresentam grande importância, pois servem para averiguação de suas propriedades, realização de análises de risco, analisar possíveis falhas, verificar o comportamento do material sob condições de trabalho, entre muitas outras características.
O ensaio de dureza é um método utilizado para avaliação dessa propriedade mecânica (dureza) muito utilizada na especificação de materiais nas empresas de diversos segmentos da indústria. Ele é utilizado para atender 3 objetivos: ... 3 – Avaliar a resistência ao desgaste por abrasão e desgaste por erosão dos materiais.
O ensaio de tração consiste na aplicação de uma força de tração axial num corpo de prova padronizado, promovendo a deformação do material na direção do esforço, que tende a alongá-lo até fraturar (Figura 1).
Este ensaio consiste em submeter um corpo de prova a solicitações de flexão, enquanto o mesmo é girado em torno de um eixo, por um sistema motriz com contagiros, numa rotação determinada e constante. O corpo de prova deve ser usinado e ter bom acabamento superficial, para não prejudicar os resultados do ensaio.
A fratura de fadiga é uma fratura que acontece “aos poucos”, quando a carga colocada na região é maior que a resistência óssea. Acontece quando há uma mudança na situação do paciente, gerando maior impacto no osso, do que estava acostumado.
Um núcleo tenaz envolto em uma capa dura aumenta a resistência à fadiga. Polimento. Com o polimento podemos reduzir a rugosidade proveniente da usinagem. É importante reduzir a rugosidade pois esta pode atuar como pontos de concentração de tensão que diminuem a vida útil dos componentes.
A amplitude mínima da tensão necessária para que a trinca supere esta barreira e continue a crescer é o limite de fadiga do material.
Fadiga de materiais é um processo que leva a falha mecânica local, causado por um carregamento alternado, variável, e geralmente de valor muito abaixo do que uma carga estática que leva a ruptura.
A tensão cr, que é expressa em megapascal (Mpa), Newton por milímetro quadrado (N/mm2) ou em quilograma por milímetro quadrado (Kg/mm2), é calculada dividindo a força F ou carga aplicada, pela área da secção inicial da parte útil do corpo de prova, S0.
Os principais fatores que podem afetar a fadiga térmica são: a intensidade de variação da temperatura e a frequência (número de ciclos); o tempo para ocorrer a falha é função da intensidade das tensões e do número de ciclos. O tempo diminui com o aumento da tensão e aumento do número de ciclos.
Métodos para Cálculo de Fadiga
O ensaio de fadiga consiste em aplicar cargas ou deformações cíclicas (geralmente senoidais) em um componente ou corpo de prova padronizado, para se determinar a vida ou a resistência em fadiga. ... A obtenção desta curva permite definir o limite de fadiga ou a resistência à fadiga do material ou componente.
1 Fratura Dúctil O fator preponderante para uma fratura ser definida como dúctil é a predominância da ocorrência de deformações plásticas em detrimento da propagação de trincas, ou seja, na fratura dúctil acontece uma lenta propagação de trincas e o material tensionado tende a se deformar plasticamente.
Note que a transição dúctil-frágil não é uma única temperatura, mas sim uma faixa de temperatura na qual o material vai mudando seu comportamento. Alternativamente, a aparência da superfície de falha serve como indicativo da natureza da fratura, e pode ser usada para determinar a temperatura de transição.
apresentam fluxo, quando as deformações são mais ou menos distribuídas no cisalhamento dúctil. ... apresentam descontinuidades entre blocos adjacentes, ao longo de discretas superfícies ou zonas com pouca ou intensa deformação e/ou deslocamento entre os blocos.
De forma geral, tenacidade significa o quanto o material resiste até fraturar. A tenacidade de um material pode ser mensurada através de medidas de ductilidade (área sob a curva de um gráfico tensão x deformação) ou através da medida da energia absorvida em um ensaio de impacto.
fratura frágil
A nucleação e a propagação de trincas são um processo de deformação plástica muito localizada, e pequenas sobrecargas no ciclo de tensões podem levar a liberação de discordâncias ancoradas, facilitando a sua movimentação e a nucleação de trincas, ou a sua propagação.
Os corpos de provas de materiais dúcteis apresentam uma fratura segundo um plano perpendicular ao seu eixo longitudinal.
Ensaio por líquido penetrante Aplica-se, após a limpeza do material, uma camada de líquido penetrante na superfície a ser ensaiada, remove-se o excesso e, com o revelador, é possível identificar a região em que há penetração do líquido, indicando trincas ou porosidade no material.