6.16 A three-point bend test is performed on a block of silicon carbide that is 100 mm long, 15 mm wide, and 6 mm thick and is resting on two supports 75 mm apart. The sample breaks when a deflection of 0.09 mm is recorded. The flexural modulus for silicon carbide is
. Assume that no plastic deformation occurs. Calculate
(a) the force that caused the fracture and
(b) the flexural strength.
(a) the force that caused the fracture and
(b) the flexural strength.
Passo 1
O enunciado descreve um ensaio de flexão em três pontos numa barra de carbeto de silício de comprimento
,mm, largura
,mm, espessura
,mm e vão entre apoios
,mm. A carga central
provoca uma deflexão medida
,mm até fratura. O módulo de elasticidade à flexão é
,GPa. Vamos usar:
– A fórmula da deflexão central de uma viga biapoiada com carga no meio
– A fórmula da deflexão central de uma viga biapoiada com carga
– A tensão máxima de flexão
Passo 2
Calculamos o momento de inércia da seção retangular em relação ao eixo neutro:
Convertendo para
:
Passo 3
Da fórmula da deflexão
Substituindo
,Pa,
,m
,
,m e
,m:
Passo 4
A tensão de flexão máxima no meio vai ser
Usando
,N,
,m,
,m e
,m:
Resposta
(a)
,kN.
(b) ,MPa.
(b)