Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

7 6 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
165 kN
contração do diâmetro é, portanto,
8' = (0,00166)(25 mm)
= 0,0416mm Resposta
uma carga por muito tempo, pode continuar a deformar-se
até sofrer uma ruptura repentina ou ter sua
utilidade prejudicada. Essa deformação permanente
dependente do tempo é conhecida como fluência.
Normalmente, a fluência é considerada quando metais
e materiais cerâmicos são usados em elementos estruturais
ou peças mecânicas sujeitos a altas temperaturas.
Todavia, para alguns materiais, como polímeros e
compósitos - entre eles, madeira ou concreto -, a
temperatura não é um fator importante; mesmo assim,
pode ocorrer fluência estritamente devido à aplicação
de carga por longo tempo. Como exemplo típico, considere
o fato de uma tira de borracha não retornar à
sua forma original após ser liberada de uma posição
esticada na qual foi mantida durante um período muito
longo. Portanto, de modo geral, ambas, tensão e/ou
temperatura, desempenham um papel significativo na
taxa de fluência.
Para finalidades práticas, quando a fluência se torna
importante, o projeto geralmente considera um
material adequado para resistir a uma deformação por
fluência específica durante um período determinado.
Nesse caso, uma importante propriedade mecânica
usada no projeto de elementos estruturais sujeitos à
fluência é o limite de fluência. Esse valor representa a
tensão inicial mais alta que o material pode suportar
durante um tempo específico sem provocar uma determinada
quantidade de deformação por fluência. Como
o limite de fluência varia com a temperatura, o projeto
deverá especificar os valores para temperatura, durap:il
ti II'
do
165 kN
Figura 3.26
e a deformação normal média é
a 1,20mm
E = = = L 250 mm
0,00480 mmjmm
Como u < u e
= 440 MPa, o material comporta-se elasticamente.
O módulo de elasticidade é
u
Eal = --;- =
336,1(106) Pa
=
0,00480
70,0 GPa
Resposta
Contração do diâmetro. Em primeiro lugar, determinaremos
o coeficiente de Poisson para o material, usando a
Equação 3.11.
G=
E
2(1 +v)
26 GPa
70,0 GPa
=
2(1 +v)
v= 0,347
Visto que E compr = 0,00480 mm/mm, então, pela Equação 3.9,
Ela!
v=---
Elong
A
0,347 =
0,00480 mmjmm
t = -0,00166 mmjmm
Ela
*3.8
Falha de materiais devida
à fluência e à fadiga
Até aqui, as propriedades mecânicas de um material
foram discutidas somente para uma carga estática
ou aplicada lentamente à temperatura constante. Entretanto,
em alguns casos, pode acontecer de um elemento
estrutural ser usado em um ambiente no qual
tenha de suportar carregamentos por longos períodos
a temperaturas elevadas ou, em outros casos, o carregamento
pode ser repetitivo ou cíclico. Não consideraremos
esses efeitos neste livro, embora mencionemos
brevemente como determinar a resistência de um material
para essas condições, já que eles recebem tratamento
especial no projeto de máquinas e estruturas.
Fluência.
Quando um material tem de suportar
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