RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS- aula 4

ÁREA1

Enviado por Jocy Bispo em 13/09/2013

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13/09/2013
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RESISTÊNCIA DOS
MATERIAIS
Prof. Targino Amorim Neto, MsC
E-mail

tneto@area1.edu.br
Nossa aulas
 Terças:
 Aula teórica
 Sala 208
 8:00-11:00
 Atendimento: Das 11:00 às 12:00
Dicas:
Não chegue atrasado
Não falte
Faltas podem ser justificadas mas, nunca retiradas!

Quem são os alunos?
 Por favor, diga
Seu nome
Qual o seu curso de engenharia
O que espera do curso de RESISTÊNCIA DOS
MATERIAIS?
Avaliação
 1ª avaliação:
 AP1: peso 10
 Prova no dia 30 de SETEMBRO – valor 10 pontos
 Lista de exercício – valor 2 pontos extras, se a nota da prova for igual ou superior a
5 pontos e menor ou igual a 8 pontos. ENTREGA NO DIA DA PROVA
 2ª avaliação:
 AP2: peso 10
 provas no dia 02 de DEZEMBRO - valor 10 pontos
 Projeto – valor 2 pontos extras – Segundo o regulamento –Apresentação dia
 12/11/2013
 SUBSTITUTIVA- 09 DE DEZEMBRO
 EXAME FINAL 16 DE DEZEMBRO

 NG =(AVQT1+AVQT2)/2
 Se NG > 7,0 pontos – aprovado
 Se NG < 7,0 pontos - prova final (PF), obedecendo ao seguinte critério para aprovação:
 Aprovado se: (NG x 0,6 + PF x 0,4) ≥5,0
 Reprovado se: (NG x 0,6 + PF x 0,4) < 5,0
EMENTA
O aluno, nesta disciplina irá dominar a aplicação de materiais
diversos em seus projetos, devido ao conhecimento das
características fundamentais de resistência dos materiais,
valorizando os edifícios projetados. Terá a possibilidade de
propor soluções arrojadas nos aspectos estruturais, pelo
domínio dos conceitos fundamentais do equilíbrio das
estruturas, para seus projetos e edificações, maximizando o uso
dos diversos tipos de estruturas, devido ao entendimento e
comportamentos das estruturas perante à solicitação de
esforços, nos processos construtivos de seus projetos e irá
dominar a linguagem técnica contida nos projetos estruturais, de
modo a traduzir os desenhos em planejamento da obra e cálculo
de quantitativos para orçamento da obra.
OBJETIVOS
 Aplicar materiais diversos em seus projetos, devido ao
conhecimento das características fundamentais de resistência
dos materiais, valorizando os edifícios projetados;
 Propor soluções arrojadas nos aspectos estruturais, pelo
domínio dos conceitos fundamentais do equilíbrio das
estruturas, para seus projetos e edificações;
 Maximizar o uso dos diversos tipos de estruturas, devido ao
entendimento e comportamentos das estruturas perante à
solicitação de esforços, nos processos construtivos de seus
projetos;
 Utilizar seus conhecimentos sobre a linguagem técnica, contida
nos projetos estruturais, de modo a traduzir-los em dados
quantitativos para orçamento e planejamento da obra.

CONTEÚDOS
UNIDADE 1 - Resistência dos materiais: enfoque matemático e físico;
UNIDADE 2 - Introdução e conceito de resistência dos materiais;
UNIDADE 3 - Equilíbrio das estruturas: situações práticas;
UNIDADE 4 - Equações fundamentais da estática;
UNIDADE 5 - Tipos de esforços nas estruturas: compressão, tração, flexão, cisalhamento
e torção;
UNIDADE 6 - Tensões, coeficientes de segurança e tensões admissíveis
dimensionamento das estruturas;
UNIDADE 7 - Lei de Hooke e módulo de Poisson;
UNIDADE 8 - Tipos de apoio: apoio do 1º gênero, apoio do 2º gênero e engaste;
UNIDADE 9 - Estruturas isostáticas, hiperestáticas e hipostáticas;

UNIDADE 10 - Dimensionamento à Flexão;
UNIDADE 12 - Propriedades de figuras planas;
UNIDADE 13 - Diagrama de esforços, análise estrutural através de gráficos;
UNIDADE 14 - Construção de Diagramas de esforços normal, diagrama do esforço
cortante e diagrama do momento fletor;
UNIDADE 15 - Viga gerber;
UNIDADE 16 - Tensões normais em vigas: tensões de compressão e de tração. Tensões
tangenciais em vigas.
UNIDADE 17 - Treliças: tipos de treliças e determinação dos esforços nas barras.
BIBLIOGRAFIA
 Básica:

BEER, Ferdinand P., PEREIRA, Celso Pinto Morais; RUSSEL, Johnston Jr.
Resistência dos Materiais. São Paulo: Pearson, 2005.
 MELCONIAN, Sarkis. Mecânica Técnica e Resistência dos Materiais. São Paulo:
Atlas, 2009. PADILHA, Angelo Fernando. Materiais de Engenharia: Microestruturas e
Propriedades. São Paulo: Hemus, 2007.

Complementar:

BIRD, R. B.; STEWART, W. E.; LIGHTFOOT, E. N . Fenômenos de Transporte Livro
Técnico e Científico. Rio de Janeiro : LTC, 2004. BOTELHO, Manoel Henrique
Campos. Resistência dos Materiais: Para Entender e Gostar. São Paulo: Edgard
Blucher, 2008. CALLISTER JR, William D. Ciência e Engenharias dos Materiais:
Uma Introdução. Rio de Janeiro : LTC, 2008.
 HIBBELER, R. Resistência dos Materiais. São Paulo: Pearson, 2004.
 VAN VLACK, L.H. Princípios de Ciências dos Materiais. São Paulo: Edgard Blucher,
1984.
 http://ruyalexandre.zzl.org/arquivos/engmat2propmec.pdf

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Palavras Iniciais

Estes slides trazem um resumo do curso de RESISTÊNCIA
DOS MATERIAIS, sendo dado um enfoque da Engenharia. De
forma alguma é um material completo, porém procuro aqui,
nortear futuros Engenheiros no exercício de sua vida profissional.
Serão aqui, abordados os tópicos que constam da ementa do
curso, utilizando textos e termos da bibliografia recomendada. A
utilização do livro é importantíssima.
Por muitas vezes os conceitos parecerem muito óbvios
quando demonstradas pelo professor e temos a impressão de
que é fácil, e que saberemos reproduzir com a mesma facilidade
que aprendemos. Ledo engano! Isso tem trazido para alguns a
falsa sensação de entendimento e surpresas não gratas, nos
resultados. Espero que participem, assimilem e cresçam. Sejam
bem vindos a RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS.

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4ª Aula
Tipos de esforços nas estruturas:
Compressão, Tração, Flexão,
Cisalhamento,Torção e Flambagem
Prof. Targino Amorim Neto, MsC
Fundamentos da Especificação e
Seleção de MATERIAIS

Vários tipos de propriedades são importantes na
prática do projeto mecânico:
Econômicas
• Mecânicas
• Superficiais
• Fabricação
• Físicas
• Microestruturais
• Estéticas
Propriedades ECONÔMICAS
 Preço
Custos Financeiros
Valor de Mercado
Incentivos Fiscais

 Disponibilidade
Fornecedores Alternativos
Materiais com Propriedades Equivalentes

 Atualização Tecnológica
Ciência e Tecnologia Evoluem Rapidamente
Necessário Estudo Permanente
Propriedades SUPERFICIAIS
 Corrosão
 Fricção
 Desgaste
Abrasão
Adesão
Erosão
 Revestimento
 Adesão ou Colagem
Propriedades de FABRICAÇÃO
 Usinagem
 Soldagem
 Colagem
 Fundição
 Conformação
 Acabamento
Propriedades FÍSICAS e QUÍMICAS
 Elétricas
Resistência, Termoeletricidade
 Magnéticas
Permeabilidade, Imantação
 Óticas
Cor, Transparência, Refração, Absorção
 Térmicas
Condutância, Expansão, Cp , etc
 Reatividade Química
Propriedades MICROESTRUTURAIS
 Tipo (cristalina, cadeias, ...)
 Cristalização (CFC, CCC, ...)
 Defeitos (discordâncias, vazios)
 Fases
 Solubilidade
 Tratamentos Termo-Mecânicos
Propriedades ESTÉTICAS
 Aparência
 Textura
 Moda
Propriedades MECÂNICAS

1. Definem o comportamento do material
quando sujeitos à esforços mecânicos.

2. Relacionam a capacidade do material de
resistir ou transmitir esforços aplicados sem
romper e sem se deformar de forma
incontrolável.
Propriedades
MECÂNICAS
A determinação das propriedades mecânicas é feita
através de ensaios mecânicos.

Utilizam-se corpos de prova (amostra do material)
para o ensaio mecânico, já que por razões técnicas e
econômicas quase nunca é praticável realizar o
ensaio na própria peça.

Usam-se normas técnicas para o procedimento das
medidas e confecção do corpo de prova para garantir
que os resultados sejam comparáveis.
Normas Técnicas
A Organização Internacional para Padronização (ISO)
é a entidade internacional responsável pelo diálogo
entre as várias entidades nacionais de normatização,
como por exemplo:

ASTM -American Society for Testing and Materials
ABNT - Associação Brasileira de NormasTécnicas
DIN -Deutsches Institut für Normung
IPQ -Instituto Português da Qualidade
TESTES MAIS COMUNS PARA SE DETERMINAR AS
PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS METAIS
Resistência à tração
• Resistência à compressão
• Resistência à torção
• Resistência ao choque
• Resistência ao desgaste
• Resistência à fadiga
• Dureza
• Etc...
Classificação dos Ensaios Mecânicos

QUANTO À INTEGRIDADE:
 DESTRUTIVOS- Provocam a inutilização parcial
ou total da peça
Ex: Tração, Dureza, Fadiga, Fluência, Torção, Flexão,
Impacto, Tenacidade

 NÃO-DESTRUTIVOS- Não comprometem a
integridade da peça
Ex: Raios-X, Raios-γ, Ultra-som, Partículas
Magnéticas, Líquidos Penetrantes, Microdureza, etc
Classificação dos Ensaios Mecânicos
ESTÁTICOS
 Carga lenta (estados de equilíbrio)
Ex: Tração, Compressão, Dureza, Torção, Flexão

DINÂMICOS
 Carga rápida ou cíclica
Ex: Fadiga, Impacto

CARGA CONSTANTE
 Carga aplicada durante um longo período
Ex: Fluência
TIPOS DE TENSÕES QUE UMA
ESTRUTURA ESTÁ SUJEITA
TRAÇÃO

Uma peça estará sendo tracionada quando a força axial aplicada
estiver atuando com o sentido dirigido para o seu exterior. A tração
faz com que a peça se alongue no sentido da força e fique mais
fina.

O esforço de tração causa uma reorganização na estrutura
molecular da peça movimentando as moléculas que se alojam nas
“imperfeições” (contorno de grão) causadas no momento da
solidificação.
http://www.youtube.com/watch?v=MKLd6nvrgYw
COMPRESSÃO

A compressão ocorre quando a força axial aplicada estiver atuando
com o sentido dirigido para o interior da peça.
A compressão faz com que a peça seja gradativamente
comprimida por forças com direções opostas.
http://www.youtube.com/watch?v=G9asyHIBQLU
CISALHAMENTO

A tensão de cisalhamento ou tensão de corte é um tipo
de tensão gerada por forças paralelas aplicadas em
sentidos opostos porém em direções semelhantes no
material analisado.

Um fluido é uma substância que se deforma
continuamente quando submetida a uma tensão de
corte.
http://www.youtube.com/watch?v=jT13v0lOvb4
FLEXÃO

A flexão é um esforço físico no qual se caracteriza pela deformação
ocorrer perpendicularmente à força atuante.

A linha que une o centro de gravidade de todas as seções
transversais constitui-se no eixo longitudinal da peça, e o mesmo
está submetido a cargas perpendiculares ao seu eixo. Este
elemento desenvolve em suas seções transversais o qual gera o
momento fletor.
http://www.youtube.com/watch?v=v9p-O5yqwTk

TORÇÃO

Quando uma peça, normalmente cilindrica, sofre o efeito de um
torque e uma força resistente, ela tende a sofrer torção.
As deformações causadas a uma peça que sofre torção são
deslocamentos angulares de uma seção em relação a outra.
http://www.youtube.com/watch?v=TQsvmlRe5_Q

FLAMBAGEM

Flambagem ocorre em peças esbeltas (a área de
secção transversal é pequena em relação ao seu
comprimento), quando submetidas a um esforço de
compressão axial e estas sofrem flexão tranversal.

A tensão crítica para ocorrer a flambagem não depende
da tensão de escoamento do material, mas da seu
módulo de Young.

REVISÃO DE MATERIAIS
Propriedades MECÂNICAS:
• Resistência à tração
• Elasticidade
• Ductilidade
• Fluência
• Escoamento
• Fadiga
• Dureza
• Tenacidade
Cada uma dessas propriedades está associada à
habilidade do material de resistir às forças mecânicas e/ou
de transmiti-las
RESISTÊNCIA A TRAÇÃO

CURVA TENSÃO vs DEFORMAÇÃO

TENSÃO(σ) vs DEFORMAÇÃO(ε)

Comportamento dos metais

Deformação Elástica e Plástica

Módulo de Elasticidade ou Módulo
de Young

Módulo de Young para alguns metais

Comportamento não linear

Considerações gerais sobre o
módulo de elasticidade

Modulo de Cisalhamento

Deformação Elástica de
Cisalhamento

Forças de compressão,
cisalhamento e torção

O fenômeno de escoamento