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Universidade Estadual de Campinas |
Faculdade de Engenharia Mecânica |
Aula 10
Assunto : Barras
Objetivos:
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Foi feita uma breve revisão dos conceitos abordados na aula anterior.
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Abordou-se o conceito de equação constitutiva de um material
como uma relação que representa o comportamento de um material
idealizado. Observou-se que uma equação constitutiva, em
geral, estabelece uma relação entre a tensão e a deformação
de um dado material. No caso de materiais elásticos, lineares e
isotrópicos, essa relação é conhecida como
lei de Hooke.
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Discutiu-se o procedimento empregado em ensaios de tração
e compressão necessários para a caracterização
das propriedades mecânicas dos diferentes materiais (e.g. aço,
alumínio, cobre) que obedecem a lei de Hooke. Observou-se que a
caracterização dessas propriedades se dá através
de um diagrama de ensaio de tração ou compressão.
Esse tipo de diagrama permite identificar duas importantes classes de materiais:
os dúteis e os frágeis.
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Caracterizou-se os materias dúteis como aqueles que apresentam uma
fase de escoamento no diagrama de tensão-deformação
bem caracterizada. Já os materiais frágeis são aqueles
que atigem a ruptura sem nenhuma mudança sensível no seu
modo de deformação (i.e., não apresentam escoamento).
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Conceituou-se a tensão normal admissível de um material que
obedece a lei de Hooke como a tensão de escoamento desse material
dividida por um coeficiente de segurança. Caracterizou-se, assim,
a fase elástica desse tipo de material como o intervalo entre os
valores da tensão nula e da tensão normal admissível.
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Definiu-se a propriedade dos materiais denominada módulo de elasticidade
longitudinal ou módulo de Young através do coeficiente
angular da fase linear do diagrama de tensão-deformação.
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Definiu-se a propriedade dos materiais denominada coeficiente de Poisson
como a relação de proporcionalidade entre as deformações
transversal e longitudinal específicas do material. Observou-se
que o coeficiente de Poisson também é determinado através
do ensaio de tração e compressão.
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Estabeleceu-se o conjunto de equações constitutivas que descreve
a lei de Hooke para o caso de barras em tração/compressão
e, finalmente, aplicou-se uma dessas equações ao problema
de barra para obter a equação diferencial do modelo de barra
em termos do deslocamento axial da barra. Observou-se que esta equação
é de segunda ordem e necessita duas condições de contorno
para a sua solução.
Referência: um bom texto que explica a filosofia
a ser adotada neste curso está no arquivo barra.pdf
disponível em http://www.fem.unicamp.br/~em421/textos.htm
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