Introdução à Resistência dos Materiais: Análise de Tensões e Deformações, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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Introdução Geral

Conceitos Básicos

sobre

Análise de Tensões

Introdução Geral

Onde um Componente Estrutural Começa a Falhar?

Em que Domínio Dimensional se Realiza a Análise de Tensões?

Introdução Geral

http://www.metalica.com.br/avaliacao-do-desempenho-da-soldagem-em-liga-de-aco

0,79 mm

2,35 mm

2x2 mm

2

Introdução Geral

Os micro mecanismos de fratura de

um carregamento monotônico são

classificados em três tipos:

I - coalescimento de microcavidades

II - clivagem

III - intergranular.

Introdução Geral

Separação de planos cristalinos, com pouca deformação,

com aspecto característico, conforme pode ser visto na figura

ao lado. Este aspecto frágil de fratura é fortemente afetado

pelo aumento do teor de carbono, pela presença de entalhes,

pelo aumento da taxa de carregamento, pelo aumento do

tamanho de grão e pela diminuição da temperatura de

trabalho. O aspecto é de "conchas", com facetas lisas de

fratura

Cleavage (Fratura por Clivagem):

“Uma diferença básica da clivagem está no modo de

separação da célula unitária. A separação ocorre

repentinamente entre uma face da célula unitária e a face

gêmea da célula adjacente. Nenhuma deformação está

presente, pelo menos em escala macroscópia.”

Introdução Geral

Modo de fratura que ocorre quando os contornos dos grãos

estão mais fracos (fragilizados) em relação ao interior dos

grãos. Nessa condição particular, a fratura ocorre

preferencialmente ao longo dos contornos dos grãos, e não

através dos mesmos.

Este mecanismo, totalmente frágil, é potencializado pela

presença de grãos grosseiros, fragilidade de revenido,

fragilidade da martensita revenida, filme de cementita em

contornos de grão e ação de meios agressivos (ação de

hidrogênio). Micromecanismos de fratura intergranular

indicam um problema de material ou meio de trabalho.

Intergranular Fracture (Fratura Intergranular):

Introdução Geral

Morfologia de uma Fratura por impacto

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S

Materiais metálicos começam a se comportar

como “continuo” a partir de um volume de

material da ordem de 10x10x10 grãos

Análise de Tensões Numérica e

Experimental

Motivação

Acidentes

Prejuízos Financeiros

Perdas de Vidas

Integridade

Projetos Confiáveis

Controle Preventivo

Introdução Geral

Qual a forma adequada de representar os “esforços” que

atuam em um volume elementar de material?

F

Introdução Geral

Dimensionamento Estrutura, como se Executa?

Aplicabilidade da Resistência

dos Materiais

A Resistência dos Materiais

Elementar propõe métodos para

resolução de problemas envolvendo

elementos estruturais do tipo de

barras. Estudos mais avançados dão

conta da solução de alguns

problemas relativos às folhas. O

estudo dos blocos não é tratado pela

Resistência dos Materiais, devendo-

se recorrer aos métodos da Teoria da

Elasticidade.

Modelagem do Problema

Imposição de Forças e

Momentos

Imposição de

Restrições

Imposição de

Variações

Térmicas

Equilíbrio de Corpos Deformáveis

Imposição de Forças e

Momentos

Imposição de

Restrições

Imposição de

Variações

Térmicas

Apoio móvel - capaz de impedir o

movimento do ponto vinculado do

corpo numa direção pré-

determinada;

Apoio fixo – capaz de impedir

qualquer movimento do ponto

vinculado do corpo em todas as

direções;

Engastamento – capaz de impedir

qualquer movimento do ponto

vinculado do corpo e o movimento

de rotação do corpo em relação a

esse ponto.

Restrições ou Vínculos

Equilíbrio de Corpos Deformáveis

Tarefa : Idealizar e representar as

condições de carregamento e de

vinculo dos 3 elementos estruturais

apresentados a seguir. (24/04/2016)