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Testes de Cizalhamento e Torsão
Para testes realizados usando uma força cizalhante pura como mostrado na Figura 6.1c, a tensão
cizalhante τ é calculada de acordo com a relação
τ = F / A o (6.3)
onde F é a carga ou força imposta paralelamente às faces superior e inferior, cada uma das quais
tem uma área de A o . A deformação cizalhante γ é definida como a tangente do ângulo de
deformação θ, como indicado na figura. As unidades para tensão de cizalhamento e deformação de
cizalhamento são as mesmas daquelas das suas contrapartes de tração.
Torção é uma variação do cizalhamento puro, onde um componente estrutural é torcido numa
maneira igual àquela da figura 6.1d; forças de torção produz um movimento rotacional ao redor do
eixo longitudinal de uma extremidade do elemento estrutural em relação à outra extremidade.
Exemplos de torção são encontrados para eixos de rodas de máquinas e árvores de direção e
também para brocas helicoidais. Testes de torção são normalmente realizados sobre árvores
cilíndricas sólidas (maciças) ou sobre tubos cilíndricos. Uma tensão cizalhante τ é uma função do
torque aplicado T, enquanto que a deformação cizalhante γ está relacionada ao ângulo de torção, φ
na Figura 6.1d.
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA
6.3 - COMPORTAMENTO TENSÃO-DEFORMAÇÃO
O grau até onde uma estrutura se deforma ou se escoa depende da magnitude de uma tensão
imposta. Para muitos metais que são tensionados em tração e em relativamente baixos níveis, tensão
e deformação são proporcionais entre si através da correlação
σ = E ε (6.4)
Esta é conhecida como a lei de Hooke e a constante de aproporcionalidade E (psi ou MPa) é o
módulo de elasticidade ou módulo de Young. Para muitos metais típicos a magnitude deste
módulo varia entre 6,5 x 10 6 psi (4,5 x 10 4 MPa), para o magnésio, e 59 x 10 6 psi (40,7 x 10 4
MPa), para o tungstênio. Valores de módulo de elasticidade para vários metais à temperatura
ambiente são apresentados na Tabela 6.1.
Tabela 6.1 - Módulos Elásticos e de Cizalhamento à Temperatura Ambiente e Razão de Poisson
para Várias Ligas Metálicas.
Deformação na qual tensão e deformação são proporcionais é chamada deformação
elástica; um gráfico de tensão (ordenada) versus deformação (abcissa) resulta numa correlação
linear, como mostrado na Figura 6.4. A inclinação deste segmento linear corresponde ao módulo de
elasticidade E. Este módulo pode ser pensado como a rigidez ou uma resistência do material à