P7 - resumo MAPAS DE ASHBY PDF

Preview

Summary

RESUMO PROVA 7 SELEÇÃO DOS MATERIAIS MAPAS DE ASHBY...

Description

P7 - Resumo de Seleção dos Materiais Capitulo 4 – Livro do Ashiby A ideia do mapa: Hoje em dia temos variedades muito grandes de materiais e uma disponibilidade também muito grande quando precisamos selecionar materiais. Exemplo: as vezes temos metal com uma característica muito parecida com a do compósito. E por isso você precisa escolher critérios para selecionar um ou outro. Então como você vai conseguir comparar todos eles? R:Então nesse contexto que utilizaremos os mapas. Pois o desempenho de uma peça em serviço nunca esta ligada a uma só propriedade. Eu não quero uma peça que seja só leva por exemplo, eu quero uma peça leve e com resistência mecânica. Nunca é uma propriedade que manda no desempenho e sim uma combinação de propriedades. Como o módulo de elasticidade varia com a temperatura? Qual é a explicação física? R: Tem a ver com a rigidez entre os átomos. Eu tenho dois átomos e eles estão ligados pela ligação entre eles, como se fosse uma molinha, a partir do momento que eu aumento a temperatura eles estão vibrando cada vez mais e tem a questão da dilatação térmica, vai aumentando o comprimento dessa molinha, a distância interatômica, e essa mola vai ficando com a constante cada vez menor. O importante é você saber selecionar o ponto ótimo da curva, que vai combinar suas melhores propriedades o que garantirá maior desempenho. Além disso é preciso olhar o custo na hora na análise. A gente vai utilizar o mapa, para mapiar as propriedades que queremos e avaliar todas as famílias, cada família ocupa parte do mapa. Em processos de seleção você pode usar vários mapas, dependerá do seu requisito de projeto. Eu escolho as propriedades de acordo com o projeto requerido, e dai selecionamos o mapa para aquilo. Através do mapa de Ashby você consegue condensar as informações, o que seria difícil com outro tipo de gráfico. E você consegue fazer correlações entre as propriedades do material.

Por que cada barrinha (que identifica o material) é barrinha e não ponto? R: por que cada família por mais que o modo de elasticidade não varie com a composição, ela tem variações sensíveis. Por exemplo, essas barrinhas são bem maiores em polímeros por causa da porosidade por exemplo. As classes têm localizações especificas, ou seja, os metais têm módulo de elasticidade menor que os cerâmicos, e isso ocorre porque? R: pelo tipo de ligação. Já a forma alternativa, o mapa de propriedade dos materiais de ashby, eu posso ter combinações de propriedades nos eixos. No mapa, a gente tem os grupos de materiais representados como bolhas, dentro de cada grupo, eu tenho localização específica no mapa, eu sempre espero as espumas com baixa densidade e baixo módulo de elasticidade. Escolher a posição de cada classe. Sempre é utilizado escalas logarítmicas nos eixos, por que? R: por que quando eu utilizo escala logarítmica eu tenho uma amplitude maior de propriedades, um maior range. A linhas tracejadas são as partes mais importantes da seleção, elas são conhecidas como linhas guias, pois quando eu traço essa linha, eu falo que todos os materiais que passam sob ela têm essa mesma propriedade que é definida nessa linha, ou seja, ela mostra os materiais que são equivalentes. Exemplo: mapa de módulo de elasticidade por densidade, existe uma propriedade que relaciona essas duas quantidades que é a velocidade de

propagação do som no material. Essa velocidade é dada por: , então se eu conseguir traçar linhas de Mi, tem a mesma velocidade de propagação do som os materiais que estiverem sob ela. A linha guia sempre contem quantidades do eixo. Elas sempre são retas. Quando eu tenho mais de um objetivo eu mexo com mais mapas, já quando eu tenho um objetivo só mas quero mais propriedades, eu tenho mais propriedades no eixo em um único mapa. Outra questão, os envelopes não vão dividir dessa forma as classes do ashby (tipo hibrido, metais, polímeros, cerâmicos), ele dá uma subdivisão a mais, por exemplo: Metais são divididos em metais e suas ligas, cerâmicos são divididos em duas classes, cerâmicas técnicas( de engenharia, tipo alumina) e cerâmica não técnicas ( mais porosa, como argila), os polímeros separados em termoplástico e termofixos, os elastômeros (em borrachas) e os híbridos são divididos em compósitos (fibra de vidro), espumas e materiais naturais (madeira). Se eu cair em um espaço, que não está exatamente especificado, ou seja, que já é uma subdivisão, o que eu faço? R: Todos os materiais que passam em cima dessa linha têm as propriedades que eu quero, as que estão acima dela tem propriedades ainda melhores, ou seja, ainda são elegíveis. Esse procedimento da linha guia eu posso considerar mais materiais e depois passar os mesmos por uma análise. A ideia do mapa é restringir os números de materiais na escolha. Se eu trabalho com eles em dois mapas, por exemplo, metal caiu em um, mas não caiu no outro, o que eu faço? R: eu o elimino da minha seleção. Por que falar tanto de propriedade do material? R:Para que eu conhecer e avaliar o meu material na hora da sua seleção. Exemplo, o Diamante, um cerâmico, ele vai estar em cima, por ser um material de altíssima resistência. Faz sentido passar por uma linha de velocidade do som baixa, e ser um material metálico? R: não faz sentido, ele só tem velocidades altas. Mapa de resistência por densidade As bolhas estão muito mais alongadas parada cada material, o range aumentou muito.

O que é resistência mecânica para os materiais metálicos? R: Ligado diretamente ao limite de escoamento e resistência a tração. E faz sentido falar isso em relação ao cerâmico? Entre em questão a tensão de ruptura ou resistência a flexão, ensaio MOR. Pro Ashby ele não utiliza para materiais cerâmicos quando estamos falando de resistência mecânica, o limite de escoamento, na verdade, cada classe de material está ligada a diferentes propriedades. Exemplo, elastômero, tensão de rasgamento. Nos compósitos ele utiliza o ....... , a fibra é o que resiste a tração e quando essa fibra destaca da matriz, quando eu não tenho mais aderência é o que ele considera como resistência mecânica. No caso dos compósitos, tipo a fibra de vidro, eu tenho que ter cuidado em relação ao sentido de aplicação da carga, porque tudo depende do sentido da fibra. BRAZILIAN TESTE - pode ser realizado através da aplicação de forças de compressão em dois pontos opostos da geratriz de um cilindro: isto provoca uma tensão uniforme de tração no plano contendo o eixo do cilindro e a geratriz, conduzindo de modo a rachá-lo. A vantagem desse teste é que não são necessárias máquinas caras e uma enorme variedade de amostras frágeis. O teste brasileiro está bem adaptado para a medição da dureza e da caracterização do BDT dos materiais cujo comportamento em temperatura ambiente é frágil (silicietos, semi-metais, etc.) O que leva uma discordância a se movimentar?

R: Uma discordância só se movimenta na rede quando uma tensão cisalhante for atingida, que é a tensão de peierls, cada material tem essa tensão diferente. Os cerâmicos não têm essa movimentação de discordâncias, por que? Por essa tensão é muito grande, pois essas ligações são direcionais, é mais fácil eu romper a ligação do que atingir essa tensão. Para movimentar a discordância eu preciso atingir essa tensão. Cada discordância individual tem que romper a tensão de peierls. A tensão coesiva depende da população de discordâncias? R: depende do material. Só possui deformação plástica a parte cristalina do material. Quando falamos de sólidos não cristalinos essa resistência mecânica só se liga com a força de ligação. Muita ligação covalente, resistência maior. Para cada classe, eu posso fazer mecanismos de endurecimento: • • • •

Solução sólida; Encruamento; Precipitação de segunda fase; Diminuição do tamanho de grão;

Mapa Modulo de elasticidade com resistência mecânica

Se eu unir ambas as propriedades eu lembro da resiliência, uma das linhas guias é por exemplo o módulo de resiliência, muito importante para molas. Um critério interessante que entra, é a mecânica da fratura, porque quando eu tenho

materiais de alta rigidez os que fraturam antes de escoar, e os que escoam antes de fraturar. Materiais frágeis no primeiro caso e dúcteis no segundo, e são regiões distintas no gráfico. Quando ele fala da relação de tensão sobre o módulo de elasticidade, é a minha deformação, e através dessa relação eu consigo ver as linhas de deformação diferentes, mas tem materiais onde essa deformação é compatível com a tensão de escoamento e tem materiais em que essa deformação são critérios para fratura, no sentido de que quando eu materiais que tem a tensão alta e de modo que o escoamento é relativamente baixo, eles tem tendência a escoar, enquanto os materiais que estão mais abaixo da linha eles não tem esse poder de escoamento e tem deformações muito pequenas antes da fratura. ResistenciaXdensidade modulodeelasticidadeXResistencia

ModulodeelasticidadeXDensidade

(Módulo de rigidez específica) X (resistência específica)

-Normaliza a propriedade pela densidade, ou seja, o peso mínimo. -Os compósitos passam a ser melhores, melhor resistência e menor o peso. (tenacidade a fratura) X (modulo de elasticidade)

-Materiais lineares elásticos -(integral J, CPOD) – usado nos mapas por serem mais fáceis de serem obtidos do que o K1C;

- Não pode ser levado à risca;...