Alumínio reforçado
de fibras de boro revestidas com carbeto de silicio é um material compósito de baixo peso para aplicações em altas temperaturas. Calcule a massa especifica, o módulo de elasticidade e a resistência) à tração paralela ao eixo da fibra. Determine também o módulo de elasticidade perpendicular às fibras. Considere o compósito com fibras continuas e alinhadas. (Valor: 2 pontos)
As propriedades dos componentes individuais são apresentadas abaixo.
Pifica
Módulo de elasticidade
Fibras
2,36
380.000
Resistência à tração
Alumínio
2,70
69.000
2.758
34,4
Pifica
|
Módulo de elasticidade
|
||||
Fibras | 2,36 | 380.000 |
|
||
Alumínio | 2,70 | 69.000 | 2.758 | ||
34,4 |
Passo 1
O enunciado pede as propriedades de um compósito de alumínio com fibras contínuas e alinhadas de volume fracional
. Precisamos calcular:
- massa específica
pelo modelo de mistura. - módulo de elasticidade longitudinal
pela regra das misturas. - resistência à tração longitudinal
pela regra das misturas. - módulo de elasticidade transversal
pela regra inversa das misturas.
Passo 2
Para a massa específica usamos
com
,
(g/cm
) e
.
Passo 3
Para o módulo de elasticidade paralelo
e a resistência
valem as regras das misturas:
Substituindo
,
(MPa) e
,
(MPa):
Passo 4
Para o módulo perpendicular
usamos a regra inversa:
Substituindo valores:
Resposta
Massa específica:
g/cm
Módulo de elasticidade paralelo: MPa
Resistência à tração paralelo: MPa
Módulo de elasticidade perpendicular: MPa
Módulo de elasticidade paralelo:
Resistência à tração paralelo:
Módulo de elasticidade perpendicular: