Resistência Mecanica

Resiliência, tenacidade, ductilidade | Topo pág | Fim pág |

Em página anterior foi visto que a energia da deformação de uma barra (comprimento L, seção transversal S e módulo de elasticidade do material E), da condição livre até a situação de equilíbrio com uma força F, é dada por:

#A.1#

Multiplicando dividendo e divisor por S,

W = (F/S)2 L S / 2 E. Considerando que:

F / S = σ (tensão) e L S = V (volume da barra), chega-se ao resultado:

#A.2#

Resiliência Ur é a máxima energia de deformação que uma barra pode absorver sem sofrer deformações permanentes. Assim, na fórmula anterior, ela pode ser dada de forma aproximada com o uso da tensão de escoamento (σe):

#B.1# Figura 01
Módulo de resiliência ur de um material é a energia de deformação por unidade de volume até o limite de proporcionalidade.

Usando essa definição e a igualdade anterior (#A.2#) e simplificando,

#B.2#

Considerando a lei de Hooke, σ = E ε, tem-se E = σ / ε. Substituindo na anterior e simplificando,

#B.3#

No diagrama tensão-deformação segundo Figura 01 (a), ur equivale à área abaixo da parte da curva até o limite de proporcionalidade σp (tensão até a qual a lei de Hooke é válida).

A tabela abaixo dá valores aproximados do módulo de resiliência para alguns materiais.
Material Acrílico Aço alto C Aço médio C Borracha Cobre Duralumínio
E (GPa) 3,4 206 206 0,001 118 72 σp (MPa) 14 965 310 2 28 124 ur (MJ/m3) 0,029 2,26 0,23 2,1 0,0033 0,11

Tenacidade é a capacidade de o material absorver energia devido à deformação até a ruptura. É uma propriedade desejável para casos de peças sujeitas a choques e impactos, como engrenagens, correntes, etc. Em geral, não é definida numericamente. Pode-se considerar, de forma similar ao módulo de resiliência, a área total abaixo da curva (ut) conforme Figura 01 (b). Algumas vezes são usadas as seguintes aproximações:

• materiais dúcteis #C.1#

• materiais frágeis #C.2#

Onde σr é a tensão de