Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 6.Perguntas e Problemas - Ex. 29
Um corpo de provas cilíndrico de alumínio e tendo um diâmetro de 0.505in (12.8mm) e um comprimento útil de 2000in (50800mm) é tracionado. Use as características carga-alongamento mostradas na tabela a seguir para completar os itens (a) a (f).
- Represente graficamente os dados da tensão de engenharia em função da deformação de engenharia;
- Calcule o módulo de elasticidade.
- Determine o limite de escoamento para uma pré-deformação de 0.002.
- Determine o limite de resistência à tração para essa liga.
- Qual é a ductilidade aproximada, em termos do alongamento percentual?
- Calcule o módulo de resiliência.
Passo 1
Esse problema exige que façamos um gráfico de tensão-deformação para o alumínio, dados seus dados de comprimento de carga de tração e, em seguida, determinemos algumas de suas características mecânicas.
Na letra a:
Os dados são plotados abaixo em dois gráficos: o primeiro corresponde a toda a curva tensão-deformação, enquanto que, no segundo, a curva se estende para além da região elástica da deformação.
Passo 2
Na letra b:
O módulo elástico é a inclinação na região elástica linear (Equação 6.10)
Passo 3
Na letra c:
Para a força de escoamento, a linha de compensação de deformação de 0,002 é desenhada tracejada. Ele cruza a curva tensão-deformação a aproximadamente 285 MPa (41.000 psi).
Passo 4
A letra d:
A resistência à tração é de aproximadamente 370 MPa (54.000 psi), correspondendo à tensão máxima no gráfico de tensão-deformação completo.
Passo 5
Letra e:
A ductilidade, em percentagem de alongamento, é apenas a tensão plástica na fratura, multiplicada por cem. A tensão total da fratura na fratura é de 0,165; subtrair a tensão elástica (que é cerca de 0,005) deixa uma tensão plástica de 0,160. Assim, a ductilidade é de cerca de 16% EL.
Passo 6
E finalmente, na letra f:
Na Equação 6.14, o módulo de resiliência é apenas
que, usando os dados computados acima, fornece um valor de
Resposta
- Ele cruza a curva tensão-deformação a aproximadamente 285 MPa (41.000 psi).
- A resistência à tração é de aproximadamente 370 MPa (54.000 psi), correspondendo à tensão máxima no gráfico de tensão-deformação completo.
- Assim, a ductilidade é de cerca de 16% EL.
