Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

58 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
Extensômetro de resistência elétrica
Figura 3.3
na variação da resistência elétrica em um arame muito
fino ou lâmina delgada de metal sob deformação. Em
essência, o extensómetro é colado ao corpo de prova
em uma direção específica. Se o adesivo for muito forte
em comparação com o extensómetro, este passará,
então, a ser parte integrante do corpo de prova. Assim,
quando o corpo de prova for solicitado na direção do
extensómetro, o arame e o corpo de prova sofrerão a
mesma deformação. Pela medição da resistência elétrica
do arame, o extensómetro pode ser calibrado para
ler valores de deformação normal diretamente.
3.2 O diagrama tensãodeformação
Pelos dados obtidos em um ensaio de tração ou
compressão, é possível calcular vários valores da tensão
e da deformação correspondentes no corpo de
prova e, então, construir um gráfico com esses resultados.
A curva resultante é denominada diagrama tensão-deformação
e, normalmente, ela pode ser descrita
de duas maneiras.
Diagrama tensão-deformação convencional.
Utilizando os dados registrados, podemos determinar
a tensão nominal, ou tensão de engenharia, dividindo
a carga aplicada P pela área original da seção transversal
do corpo de prova, A 0 • Esse cálculo considera que
a tensão é constante na seção transversal e em toda a
região entre os pontos de calibragem. Temos
(3.1)
Da mesma maneira, a deformação nominal, ou deformação
de engenharia, é determinada diretamente
pela leitura da deformação no extensómetro, ou dividindo
a variação, 8, no comprimento de referência do
corpo de prova pelo comprimento de referência original
do corpo de prova, L0• Aqui, consideramos que
a deformação é constante em toda a região entre os
pontos de calibragem. Assim,
(3.2)
Se os valores correspondentes de a e E forem marcados
em um gráfico no qual a ordenada é a tensão e
a abscissa é a deformação, a curva resultante é denominada
diagrama tensão-deformação convencional.
Esse diagrama é muito importante na engenharia porque
proporciona os meios para se obterem dados sobre
a resistência à tração (ou compressão) de um material
sem considerar o tamanho ou a forma física do
material, isto é, sua geometria. Entretanto, tenha sempre
em mente que dois diagramas tensão-deformação
para um determinado material nunca serão exatamente
iguais, já que os resultados dependem de variáveis
como a composição e as imperfeições microscópicas
do material, seu modo de fabricação e a taxa de carga
e temperatura utilizadas durante o teste.
Agora, discutiremos as características da curva tensão-deformação
convencional referente ao aço, um
material comumente utilizado para fabricação de elementos
estruturais e mecânicos. A Figura 3.4 mostra
o diagrama tensão-deformação característico para um
corpo de prova de aço obtido pelo método descrito.
Por essa curva, podemos identificar quatro modos diferentes
de comportamento do material, dependendo
do grau de deformação nele induzido.
elástico.
Ocorre o comportamento
elástico do material quando as deformações no corpo
de prova estão dentro da primeira região mostrada
na Figura 3.4. Podemos ver que a curva é na verdade
uma linha reta em grande parte dessa região, de mod;
que a tensão é proporcional à deformação. Em outras
palavras, o material é linearmente elástico. O limite
superior da tensão para essa relação linear é denominado
limite de proporcionalidade, a 1 • Se a tensão ultrapassar
ligeiramente o limite de prporcionalidade,
o material ainda pode responder de maneira elástica;
todavia, a reta tende a encurvar-se e achatar-se como
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tensão de ruptura real
cr[ ---------------------------- ·
tamento
elástico
Diagramas de tensão-deformação convecional e real para um
material dúctil (aço)(não está em escala)
Figura 3.4
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