Resistência dos Materiais, apostila completa em PDF!

Estudar a resistência dos materiais é saber até quando podemos trabalhar com uma determinada peça, analisar as causas das falhas e com isso evitar que continuem ocorrendo. 

Muitas vezes uma peça falha não porque esta gasta, mas sim, porque trabalhou em condições fora do normal, ou seja, fora das condições de projeto. Se uma peça é projetada para determinado tipo de trabalho é nessas condições que a mesma deve permanecer e não é só obrigação do projetista garantir que a peça funcione depois de fabricada, também é de dever do operador e do manutenidor conhecer e analisar as condições de funcionamento para garantir a segurança e a qualidade do processo. 

A resistência dos materiais é uma disciplina da engenharia que estuda como os materiais reagem às cargas aplicadas. Ela é fundamental para o projeto de estruturas, como edifícios, pontes, veículos e equipamentos mecânicos. A resistência dos materiais ajuda os engenheiros a entender como os materiais se comportam sob diferentes cargas e como essas cargas afetam a forma e o tamanho dos materiais.

Para conhecer as condições de trabalho de uma peça é crucial saber e compreender a resistência da mesma.

Principais conceitos:

• Tensão: é a força aplicada dividida pela área transversal do material.
• Deformação: é a variação de forma ou tamanho de um material devido à aplicação de uma carga.
• Módulo de elasticidade: é uma medida da rigidez do material, ou seja, a relação entre a tensão e a deformação elástica.
• Limite de elasticidade: é o ponto até o qual o material volta à sua forma original quando a carga é removida.
• Limite de resistência: é o ponto até o qual o material pode suportar uma carga sem que haja danos permanentes.
• Fadiga: é a capacidade do material suportar cargas cíclicas sem que haja danos permanentes.

Tensão

A força de tensão é um dos principais conceitos na resistência dos materiais. A tensão é uma medida da força aplicada em um material, normalmente expressa em unidades de pressão, como o newton por metro quadrado (N/m²) ou o pascal (Pa). Ela é usada para descrever como os materiais reagem às cargas aplicadas e como essas cargas afetam a forma e o tamanho dos materiais.

Cálculo: 

A tensão é calculada dividindo a força aplicada pelo área transversal do material. Por exemplo, se uma barra de aço tem uma força de 200 N aplicada a uma das extremidades e uma área transversal de 0,01 m², a tensão na barra seria de 200 N / 0,01 m² = 20 000 N/m².

Tipos

1 - Tensão de tração: é a tensão que ocorre quando uma força é aplicada para alongar o material.

2 - Tensão de compressão: é a tensão que ocorre quando uma força é aplicada para comprimir o material.

A tensão de tração tende a alongar o material, enquanto a tensão de compressão tende a comprimi-lo.

Veja também: como interpretar projetos arquitetônicos.

Deformação

Se refere à intensidade da força aplicada por unidade de área. A força de deformação é geralmente expressa em unidades de pressão, como pascals (Pa) ou libras por polegada quadrada (psi).

Quando uma força é aplicada a um material, ele sofre uma deformação. A magnitude da força aplicada é diretamente proporcional à magnitude da deformação, desde que o limite elástico não seja ultrapassado. A relação linear entre a força e a deformação é conhecida como lei de Hooke.

Cálculo

Pode ser calculada dividindo-se a força aplicada pelo área transversal do material. Quando a força é aplicada em uma direção, a tensão é unidirecional. Quando as forças são aplicadas em duas direções diferentes, a tensão é bidirecional.

A força de deformação é um importante parâmetro para determinar a resistência de um material. Quando a força de deformação ultrapassa um certo limite, o material pode falhar. Esse limite é conhecido como limite de resistência à tração ou limite de escoamento.

Ela deve ser comparada a esses limites para determinar se um material é adequado para uma determinada aplicação. Dependendo da aplicação, pode ser necessário usar materiais que possuam limites de resistência elevados.

Tópicos da apostila em pdf:

APRESENTAÇÃO
1 - INTRODUÇÃO
2. CLASSES DE SOLICITAÇÕES
3 - ESTÁTICA
3.1 - Forças
3.2 - Momento Estático
3.3 - Equilíbrio
3.4 - Alavancas
3.5 - Exercícios
4 - TENSÃO E DEFORMAÇÃO
4.1 - Tensão Normal σ
4.2 - Diagrama Tensão X Deformação
4.3 - Lei de Hooke
4.4 - Zonas de deformação: Elástica e Plástica
4.5 - Dimensionamento
4.6 - Tensão Admissível
4.7 - Coeficiente de segurança
4.8 - Exercícios
5 - TRAÇÃO E COMPRESSÃO
5.1 - Exercícios
6 - FLEXÃO
6.1 - Introdução
6.2 - Vigas
6.3 - Apoios
6.3.1 - Classificação
6.4 - Cargas
6.4.1 - Carga Concentrada
6.4.2 - Carga Distribuída Uniforme
6.4.3 - Carga Distribuída Variável
6.5 - Momento Fletor
6.6 - Deformação na Flexão
6.7 - Tensão de Flexão
6.8 - Dimensionamento

Veja também:

• Apostila de fundações.
• Apostila sobre terraplanagem.