Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

78 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
Exemplos de diagramas S -N para dois materiais
comuns de engenharia são mostrados na Figura 3.28.
O limite de fadiga é a tensão à qual o gráfico S -N
se torna horizontal ou assintótico. Como podemos
observar, ele tem um valor bem definido ( S11)aço =
186 MPa para o aço. Entretanto, para o alumínio, o
limite de fadiga não é bem definido e, por isso, é normalmente
especificado como a tensão ( S11).1 = 131
MPa para um limite de 500 milhões de ciclos. Valores
típicos de limites de fadiga para vários materiais
de engenharia geralmente são encontrados em manuais.
Uma vez obtido um determinado valor, considera-se
que a vida útil em relação à fadiga é infinita
para qualquer tensão abaixo desse valor, e, portanto,
o número de ciclos até a falha não é mais levado em
consideração .
(Sres) aço = 186
S(MPa)
300
(Sres)al = 131
100
alumínio
aço
( .....
O ':-:----'----:'::---:-':-:---c::-:'-::---:'-:o..,.-- N ( 1 06)
0,1 10 100 500 1.000
Diagrama S -N para ligas de aço e alumínio
(o eixo N tem escala logarítmica)
FigUl'a 3.28
Ụ!J
dcft
fui l
de r
de 1
C(lc'i
.. Coeficiente de Po ísson, v, é uma medida da deformação lateral de um material homogneo e isotrópico em relação
à sua deformação longitudinal. De modo geral, essas deformações têm sinais opostos, isto .é, se nmà delas for um
alongamento, a outra será uma contração,
• O diagrama tensão-defo rmação de cisalhamento é um gráfico da tensão .de dsalhamento em relação à dt;.formação
por cisalhamento. Se o material for homogêneo e isotrópico e também linear elástico, a. inclinação da curva dentro
da região elástica é denominada módulo de rigidez ou módulo de cisalhamento, G.
• Existe uma relação matemática entre G, E e v.
• Fluência é a deformação de um material relacionada ao tempo no qual a tensão e/ou temperatura desempenham
um importante papel. Elementos estruturais são projetados para.resistir aos efeitos da fluência com base em seu
limite de fluência, que é à tensão inicial mais alta queum material pode suportar durante um período específico sem
provocar uma deformação por fluência também específica.
" Fadiga ocorre em metais quando a tensão ou deformação é cíclica. Provoca a ocorrência de ruptura frágil. Elementos
estruturais são projetados para resistir à fadiga assegurando que a tensão no elemento não ultrapasse seu: limite
de resistência ou limite de fadiga . Esse valor é determinado em um diagrama S-N como a máxima tensão à qual o
elemento pode resistir quando submetido a um número determinado de ciclos de carregamento.
COI I
3.26. A haste plástica de acrílico tem 200 mm de comprimento
e 15 mm de diâmetro. Se uma carga axial de 300 N for
aplicada a ela, determine a mudança em seu comprimento e
em seu diâmetro. EP = 2,70 GPa, v P
= 0,4.
-+- c··· ·· :
300 N ':----'---'--'----'-----'-'----0.--'--·-·-.c..
': 300 N
mm r---- 200 ----1
Problema 3.26
3.27. O bloco é feito de titânio Ti-6A1-4V. É submetido a
uma compressão de 1,5 mm ao longo do eixo y, e sua forma
sofre uma inclinação de ()= 89,7°. Determine E , E e E •
:r y xy
y
n ---------- ----------
---------------------
1
lOO mm -tl
r--- 125 mm ----\
Problema 3.27
*3.28. Um bloco cilíndrico curto de bronze C86.100, com
diâmetro original de 38 mm e comprimento de 75 mm, é co··
locado em uma máquina de compressão e comprimido até
atingir o comprimento de 74,5 mm. Determine o novo diâmetro
do bloco.
X
,.