aula 09 comportamento mecanico II

aula 09 comportamento mecanico II

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Comportamento Mecânico I

PMT 2100 -Introdução à

Ciência dos Materiais para Engenharia

•Temperatura versus taxa de deformação

•Comportamento elástico, fluxo viscoso e comportamento visco-elástico

•Efeito da temperatura sobre a deformação plástica

• Fluência

•Efeito da taxa de deformação sobre o comportamento plástico

• Impacto

• Fadiga

Temperatura ·taxa de deformação

RT = < energia cinética > Þvibrações da rede, rotação de macro-moléculas, difusão etc…

: taxa de deformação Þtempo necessário para que os processos ocorram

Temperatura e taxa de deformação tem efeitos opostos sobre o comportamento mecânico

Exemplo: Relação entre temperatura e taxa de deformação no comportamento mecânico de polímeros amorfos

Comportamento elástico

E = módulo de rigidez

Reversível Þnão dissipa energia!

Fluxo Viscoso h= viscosidade [Pa.s]

Irreversível Þ dissipa energia

Comportamento Visco-elástico

Uma componente elástica e uma componente viscosa

Reversível porém dissipa parte da energia

Polímeros

Efeito da temperatura sobre a deformação plástica üT Þaumento da amplitude de vibração (dos átomos ou das macro-moléculas), rotação (macro-moléculas) Þ maior facilidade de movimentação das discordâncias/ deslizamento das macro-moléculas.

Portanto:

T› Þ flse e › alongamento

Conformação mecânica de materiais metálicos, poliméricos e cerâmicos (vidros de sílica)

9 Exemplo

Fluência

Temperatura homóloga:

FH T Tºt

•T= temperatura absoluta •TF= temperatura de fusão (em [K])

tH > 0,4 ÞFenômenos difusivos (difusão, ascensão de discordâncias etc…) começam a se manifestar macroscopicamente Þfluência

Parâmetros de fluência

Taxa mínima de fluência:

tempo para ruptura: tf mine& mine&ou ›tfÞ›resistência à fluência

•Estágio I ou transiente: taxa de deformação decrescente, encruamento

•Estágio I ou estacionário: taxa de deformação constante (mínima), balanço entre encruamento e superação de obstáculos por processos difusivos (por exemplo, ascensão de discordâncias)

•Estágio I ou terciário: taxa de deformação crescente, desenvolvimento de cavidades (cavitação), leva à ruptura do material

Efeitos da temperatura e da tensão sobre a fluência

Outros fatores que afetam a fluência üEstrutura cristalina: complexa Þ›resistência àfluência üPrecipitados: ›fração Þ›resistência àfluência üContornos de grão: ›tamanho de grão Þ›resistência àfluência

‹Páde turbina para aviões a jato com grãos orientados feita por solidificação direcional

Páde turbina monocristalina: o canal em forma de espiral permite que apenas um grão cresça na peça fi

Fonte: http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2001/slides.IB/photo.html

Efeito da taxa de deformação sobre o comportamento plástico

Os processos de deformação plástica requerem reorganização de átomos e/ou moléculas Þ tempo m: expoente de sensibilidade à taxa de deformação (strain-rate sensitivity )

Impacto

üPêndulo de impacto (Ensaios Charpy e Izod)

Pêndulo para plásticos, leitura digital

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