Qual é o esforço de atribuição e como obtê -lo?

Ele Rendimento de esforço É definido como o esforço necessário para um objeto começar a se deformar permanentemente, ou seja, que uma deformação plástica experiências sem quebrar ou fraturar.

Como esse limite pode ser um pouco impreciso para alguns materiais e a precisão do equipamento utilizado é um fator de peso, na engenharia, foi determinado que o esforço de transferência em metais como o aço estrutural é aquele que produz um 0.2% deformação permanente no objeto.

figura 1. Os materiais usados ​​em construção são submetidos a testar quanto esforço eles são capazes de resistir. Fonte: Pixabay.

Saber o valor do esforço de escoamento é importante para saber se o material é apropriado para o uso que você deseja dar às peças fabricadas com ele. Quando uma peça se deformou além do limite elástico, pode não ser capaz de executar corretamente a função à qual foi intencional e deve ser substituída.

Para obter esse valor, geralmente são realizados testes em amostras feitas com o material (espécimes ou espécimes), que são submetidos a vários esforços ou cargas, enquanto o alongamento ou alongamento que experimentam com cada um. Esses testes são conhecidos como Testes de tração.

Para realizar um teste de tração, uma força é iniciada do zero e aumenta gradualmente o valor até que a amostra seja quebrada.

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Curvas de esforço de esforço

Os pares de dados obtidos usando o teste de tração estão gráficando a carga no eixo vertical e a deformação no eixo horizontal. O resultado é um gráfico como o mostrado abaixo (Figura 2), chamado Curva de Deformação do Esforço para o Material.

A partir dela, muitas propriedades mecânicas importantes são determinadas. Cada material tem sua própria curva de esforço de esforço. Por exemplo, um dos mais estudados é o de aço estrutural, também chamado de aço doce ou baixo de carbono. É um material amplamente utilizado na construção.

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A curva de deficiência de esforço tem áreas distintas nas quais o material tem algum comportamento de acordo com a carga aplicada. Sua forma exata pode variar consideravelmente, mas, no entanto, eles têm algumas características comuns descritas abaixo.

Para o que se segue Figura 2, que corresponde em termos muito gerais ao aço estrutural.

Figura 2. Curva de deformação de esforço para aço. Fonte: Hans Modified Hans Topo1993 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Área elástica

A área que vai de ou para a é a área elástica, onde a lei de Hooke é válida, na qual o esforço e a deformação são proporcionais. Nesta área, o material é totalmente recuperado após a aplicação do esforço. O ponto A é conhecido como limite de proporcionalidade.

Em alguns materiais, a curva que vai de O a a não é uma linha, mas, no entanto, eles não estão lá para serem elásticos. O importante é que eles recuperam sua forma original quando a carga cessa.

Zona elástica-plástica

Então temos a região A a B, na qual a deformação aumenta mais rapidamente com o esforço, deixando de ser proporcional. A inclinação da curva diminui e B se torna horizontal.

Do ponto B, o material não recupera mais sua forma original e considera -se que o valor do esforço nesse ponto é o do esforço da cedencia.

A área que de B a C é chamada de área de rendimento ou fluência do material. Lá a deformação continua que a carga não está aumentando. Pode até diminuir, então diz -se que o material nessa condição é Perfeitamente plástico.

Área plástica e fratura

Na região que vai de C a D, há um endurecimento por deformação, na qual o material tem alterações em sua estrutura no nível molecular e atômico, que fazem mais esforços para alcançar deformações necessárias.

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É por isso que a curva experimenta um crescimento que termina ao atingir o esforço máximo σ_Máx.

De D a E ainda há deformação possível, mas com menos carga. Um tipo de afinamento é formado na amostra (amostra) chamada estrito, o que finalmente leva ao ponto e observou a fratura. No entanto, no ponto d, o material pode ser considerado quebrado.

Como obter o esforço de transferência?

O limite elástico l_e de um material é o esforço máximo que pode suportar sem perder a elasticidade. É calculado pelo quociente entre a magnitude da força máxima f_m e a área transversal -seccional da amostra para.

eu_e = F_m / PARA

As unidades de limite elásticas no sistema internacional são N/M² ou PA (Pascal), pois é um esforço. O limite elástico e o limite de proporcionalidade no ponto A são valores muito próximos.

Mas, como afirmado no início, pode não ser fácil determiná -los. O esforço de produção obtido através da curva de deformação do esforço é a abordagem prática do limite elástico usado na engenharia.

Esforço de cedencia da curva de deformação do esforço

Para obter isso, uma linha é desenhada paralela à linha que corresponde à área elástica (que obedece à lei de Hooke), mas deslocou aproximadamente 0.2% na escala horizontal ou 0.002 PLG por informação em.

Essa linha se estende a cruzar a curva em um ponto cuja coordenada vertical é o valor procurado do esforço de escoamento, indicado como σ_e, Como pode ser visto na Figura 3. Esta curva pertence a outro material dúctil: alumínio.

Pode servir a você: energia cinética: características, tipos, exemplos, exercíciosFigura 3. Curva de esforço - deformação de alumínio, a partir da qual o esforço de transferência é determinado na prática. Fonte: Self feito.

Dois materiais dúcteis, como aço e alumínio, têm diferentes curvas de esforço de esforço. O alumínio, por exemplo, não apresenta a seção aproximadamente horizontal do aço que pode ser visto na seção anterior.

Outros materiais considerados frágeis, como vidro, não passam pelos estágios descritos acima. A ruptura ocorre muito antes de deformações apreciáveis ​​ocorrem.

Detalhes importantes a serem levados em consideração

- Os esforços considerados em princípio não levam em consideração a modificação que é sem dúvida produzida na área da seção transversal da amostra. Isso induz um pequeno erro que é corrigido pelo gráfico do esforços reais, Aqueles que levam em consideração a redução da área à medida que a deformação da amostra aumenta.

- As temperaturas consideradas são normais. Alguns materiais dúcteis a baixas temperaturas deixam de ser, enquanto outros frágeis se comportam como dúctil em temperaturas mais altas.

Referências

1. Cerveja, f. 2010. Mecânica de Materiais. McGraw Hill. 5 ª. Edição. 47-57.
2. Engenheiros de borda. Força de escoamento. Recuperado de: EngineStedge.com.
3. Esforço de fluência. Recuperado de: Instron.com.ar
4. Valera Negrete, J. 2005. Notas de física geral. Unam. 101-103.
5. Wikipedia. Rastejar. Recuperado de: Wikipedia.com