EXPERIÊNCIA: Deformação de Materiais por Flexão

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Justificativa

Pelo fato de todo material ter um modulo de elasticidade diferente, as suas reações por determinadas cargas aplicadas se diferem, assim o estudo da flexão se faz necessário como base para a escolha do material mais indicado para a aplicação desejada.

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DESENVOLVIMENTO

No desenvolvimento de uma experiência se faz necessário o relato de tudo que é pesquisado, além dos passos que foram seguidos para realização do experimento como, método de trabalho e ferramentas utilizadas.

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REVISÃO DE LITERATURA

A partir do tema Flexão é possível destacar assuntos que geram a necessidade de um conhecimento amplo, ou seja, deve se realizar o estudo desses itens para o melhor entendimento do que se deve fazer. Separado o mais importante, se obtém os seguintes assuntos:

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Flexão

A Flexão é um esforço mecânico que consiste na modificação do eixo geométrico de determinado material, seu estudo é muito importante em diversos setores da indústria, como na Construção Civil, onde são verificadas as resistências de vigas e concreto armado.

Para que se possa visualizar a flexão de um material de uma maneira adequada, são feitos ensaios destrutivos que por esse motivo necessitam de corpos de prova. Como exemplo de modalidades mais utilizadas de um ensaio por Flexão, tendo primeiramente o ensaio de Flexão a três pontos, que é mostrado na figura 2.1.

Figura 2.1 - Flexão a três pontos

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Fonte: (BAPTISTA, 2016)

Além do ensaio a três pontos, é possível a realização de um segundo ensaio, no caso o ensaio de Flexão a quatro pontos, representado na figura 2.2.

Figura 2.2 - Flexão a quatro pontos

[pic 3]

Fonte: (BAPTISTA, 2016)

O ensaio de flexão consiste em uma carga “P” aplicada crescente em uma barra padronizada, a partir da analise do comportamento do corpo de prova podem-se definir propriedades de resistência do material (módulo de ruptura e módulo de Young) e assim definir qual material seria mais recomendado em determinadas situações.

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Tipos

Os tipos de Flexão podem ser estabelecidos em função das cargas aplicadas, a partir disso podemos definir:

- Flexão Simples:

O esforço de Flexão Simples é o resultado da ação de cargas transversais que tendem a curvar o material e que criam uma distribuição de tensões lineares no seu interior. Essa distribuição varia entre tensões de tração e compressão na mesma seção transversal, ocorrendo desde que a seção transversal do corpo seja simétrica em relação ao ponto em que se aplica a carga. O resultado dessa distribuição de tensões em sentidos opostos e com forças de igual intensidade é conhecido como momento fletor, que no caso da Flexão Simples costuma agir junto a uma força cortante (PARANÁ, 2016).

A reação do material a Flexão Simples está presente na figura 2.3.

Figura 2.3 - Flexão Simples

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Fonte: (PARANÁ, 2016)

- Flexão Pura:

A Flexão Pura, diferente da Flexão Simples que além de um momento fletor possui uma força cortante atuante na seção transversal de um material, apenas possui um momento fletor como força atuante na seção. Porem, apesar das diferenças de forças atuantes, a Flexão Pura mantém os mesmos princípios da Flexão Simples, que são a capacidade do material alterar sua forma geométrica a partir de uma carga aplicada em sua seção, gerando uma distribuição de tensões de compressão e tração no interior do material.

- Flexão Composta:

Ocorre o esforço de Flexão Composta quando o resultado das tensões criadas em determinado material se decompõem em uma força normal e momentos fletores, podendo ser divida em dois tipos, sendo o primeiro a ser citado o de Flexão Composta Normal/Reta, como a figura 2.4 representa.

Figura 2.4 – Flexão Composta Normal/Reta

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Fonte: (MORILLA, 2016)

O principal aspecto desse tipo de Flexão é que ele ocorre quando o momento fletor apresentado tem a direção de um dos eixos principal da viga, “X” ou “Y”, mantendo uma ação combinada de força normal e um momento fletor (RIBAS, 2015).

Por fim o segundo tipo a ser citado é o de Flexão Composta Obliqua, que por característica faz com que o momento presente na viga e a força normal não estejam em nenhum dos eixos centrais (X e Y), ou seja, o momento se encontra inclinado, situação da figura 2.5.

Figura 2.5 – Flexão Composta Obliqua

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Fonte: (MORILLA, 2016)

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Materiais

Para o ensaio de flexão, com a utilização de Ferro e Latão, podemos destacar algumas características desses materiais, essas são:

- Ferro:

O Ferro é um metal que possui diversas características, além da sua propriedade magnética é considerado um material maleável e tenaz, apesar de duro, apresentando uma coloração branca, porem acinzentada, sendo muito utilizado na área siderúrgica por ser adquirido com baixo custo, pode-se observar seu estado físico na figura 2.6.

Figura 2.6 - Minério de Ferro

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Fonte: (SANTOS, 2016)

Sua extração proveniente da natureza tem por função