Análise Experimental de Tensões 2, Slides de Engenharia de Materiais

Baixe Análise Experimental de Tensões 2 e outras Slides em PDF para Engenharia de Materiais, somente na Docsity! 1 Mestrado em Engenharia de Materiais CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS Análise Experimental de Tensões 1/2017 Prof.: Nilton S. Maia – niltonmaia@des.cefetmg.br Tensão Por tensão, entende-se uma extensão dessa idéia para os casos em que a força por unidade de área pode não ser, necessariamente, normal.. Esforços Simples  (a) Tração: caracteriza-se pela tendência de alongamento do elemento na direção da força atuante. (b) Compressão: a tendência é uma redução do elemento na direção da força de compressão. (c) Flexão: ocorre uma deformação na direção perpendicular à da força atuante. (d) Torção: forças atuam em um plano perpendicular ao eixo e cada seção transversal tende a girar em relação às demais. (e) Flambagem: é um esforço de compressão em uma barra de seção transversal pequena em relação ao comprimento, que tende a produzir uma curvatura na barra. (f) Cisalhamento: forças atuantes tendem a produzir um efeito de corte, isto é, um deslocamento linear entre seções transversais. Classificação dos Ensaios Mecânicos: Conceito de Tensão: Conceito de Deformação: Gráfico Tensão Deformação  σp: limite de proporcionalidade do material, isto é, tensão abaixo da qual o material se comporta segundo a lei de Hooke.  σe: limite de escoamento (tensão a partir da qual as deformações são permanentes. Indica o início da região plástica do material. A região elástica do material está, portanto, à esquerda desse limite e abrange a região de proporcionalidade anterior).  σb: tensão máxima de ensaio do material.  σr: tensão de ruptura de ensaio do material. a) material DÚCTIL b) material FRÁGIL. Valores Típicos Aços Alumínio Bronze Cobre Ferro fundido Latão E [GPa] 206 68,6 98 118 98 64 ν 0,3 0,34 0,33 0,33 0,25 0,37 Teor C [%] 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 σe (MPa) 177 206 255 284 343 σr (MPa) 324 382 470 520 618 2 Como determinar as propriedades mecânicas ou físicas?  Por meio dos ensaios mecânicos;  Por meio de corpos de prova padronizados;  Por meio de normas técnicas, procedimentos ou recomendações. Como determinar as propriedades mecânicas ou físicas? Como determinar as propriedades mecânicas ou físicas? 24 Ensaio de Tração  Ensaio de Tração.exe  Ensaio de Tração 2.exe Ensaios Comportamentos Típicos das Curvas Tensão x Deformação  a)Material DÚCTIL com patamar de escoamento definido;  b) a)Material DÚCTIL sem patamar de escoamento definido;  c)Material não linear;  d)Material FRÁGIL. Ensaio de Compressão  Corpo de prova padronizado para o concreto (10x20)cm ou (15x30)cm. A altura (h) é o dobro da base (d).  O atrito gera tensões na superfície de contato, impedindo o movimento dos elementos situados nesta superfície, e provocando a alteração do formato original cilíndrico do corpo de prova durante o processo. Mais longe da superfície de contato os elementos fluem radialmente para fora numa taxa proporcional à sua distância ao centro do corpo. Este é o Normas aplicáveis ao ensaio de compressão  NBR 5739 - Concreto – Ensaio de compressão em corpos de prova cilíndricos;  NBR-7190 - Ensaio de Resistência a compressão;  NBR-7222-94 resistência à tração indireta, medida no ensaio de compressão diametral. Equações:  Obs.:  Limite de resistência a tração é diferente do limite de resistência à compressão (no caso do aço autores alegam ser a resistência a compressão de 8 a 10 vezes a de tração).  Exemplo para o concreto: Tensão de tração= 2,76MPa; tensão de compressão=34,5MPa. A Fσ    E  t 5 Strain Gage como Transdutor O strain gage percebe variações em resistência elétrica extremamente pequenas. Transdutor  Qualquer dispositivo capaz de transformar um tipo de sinal em outro tipo, com o objetivo de transformar uma forma de energia em outra, possibilitar o controle de um processo ou fenômeno, realizar uma medição, etc. Transdutor  Um transdutor, é um dispositivo que transforma um tipo de energia noutro tipo de energia, utilizando para isso um elemento sensor que recebe os dados e os transforma.  Por exemplo, o sensor pode traduzir informação não elétrica (velocidade, posição, temperatura, pH) em informação elétrica (corrente, tensão, resistência). Transdutores  Um tipo curioso de transdutor é elaborado a partir de cristais naturais denominados cristais "piezoelétricos". Estes transdutam energia elétrica em energia mecânica na relação de 1:1 (um sinal elétrico para um sinal mecânico).  Exemplos de transdutores  Alto-falante  Cápsula fonocaptora  Célula fotoeléctrica  Captador  Dínamo  Fotocélula  Gerador  Lâmpada  Microfone  Motores  Termômetro  Strain gage Parâmetros principais:  liga metálica da qual é composta o elemento sensor;  material do suporte;  comprimento do elemento sensor;  arranjo do(s) elemento(s) sensor(es) sobre o suporte;  coeficiente de compensação de temperatura do extensômetro (STC “self temperature compensation coefficient”);  resistência elétrica do elemento sensor. Parâmetros Principais: Parâmetros Principais: Seleção do extensômetro:  Natureza da Deformação – Estatica. – Dinâmica.  Estado de tensão do elemento. – Uniaxial. – Bi-axial. – Tensão Residual Seleção do extensômetro:  Condições de aplicação do extensômetro. – Colado. – Soldado.  Condições ambientais. – Temperatura. – Pressão hidrostática. – Radiação. – Campo Magnético. 6 Seleção do extensômetro: Seleção do extensômetro: Seleção do extensômetro: Seleção do extensômetro: Seleção do Adesivo: Informações do fabricante: Circuitos utilizados: Exemplo:  2-a_Célula_de_Carga.exe 7 Técnicas de Engenharia:  Medir esforços atuantes durante operação “in service”. Segurança: Segurança: Caracterização de Materiais Caracterização de Materiais Caracterização de Materiais Aplicações: Tensão Residual Curiosidade: balança