1.3-4 A razão de resistência ao peso de um material estrutural é definida como sua capacidade de suportar cargas dividida pelo seu peso. Para materiais em tração, podemos usar uma tensão de tração característica (quando obtida de uma curva de tensão-deformação) como medida de resistência. Por exemplo, ou a tensão de escoamento ou a tensão máxima poderiam ser usadas, dependendo da aplicação particular. Dessa forma, a razão de resistência ao peso
para um material em tração é definida como
em que
é a tensão característica e
é o peso específico. Note que a razão tem unidades de peso.
Usando
como parâmetro de resistência, calcule a razão de resistência ao peso (em unidades de metros) para cada um dos seguintes materiais: liga de alumínio 6061-T6, Douglas fir (em curvatura), náilon, aço estrutural ASTM–A572 e uma liga de titânio. (Obtenha as propriedades dos materiais nas Tabelas H. 1 e H. 3 do Apêndice H. Quando um intervalo de valores for dado na tabela, use o valor médio.)
Passo 1
O enunciado pede que a razão de resistência ao peso de um material em tração seja calculada como
em que
é a tensão última (em N/
) e
é o peso específico (em N/
). Como
, precisamos de:
-
: densidade do material (kg/ ), obtida nas Tabelas H. (metais e polímeros) e H. (madeiras). -
: tensão última característica (MPa N/ ). -
m/ .
Em cada caso, se a tabela der um intervalo, usaremos o valor médio.
Passo 2
Alumínio
-T
A Tabela H. dá
e
MPa
.
A Tabela H.
Passo 3
Douglas fir (flexão)
Da Tabela H. tomamos
. O módulo de ruptura (tensão última à flexão) varia, digamos, de
a
MPa, então
MPa
.
Da Tabela H.
Passo 4
Náilon
Da Tabela H. temos
entre
e
kg/
média
;
entre
e
MPa
média
MPa
.
Da Tabela H.
Passo 5
Aço estrutural ASTM-A
Na Tabela H. a tensão última varia de
a
MPa
média
MPa;
.
Na Tabela H.
Passo 6
Liga de titânio (
Al-
V)
Da Tabela H. varia de
a
kg/
média
;
cerca de
MPa
.
Da Tabela H.
Resposta
Alumínio
-T
:
m
Douglas fir (flexão): m
Náilon: m
Aço ASTM-A :
m
Titânio ( Al-
V):
m
Douglas fir (flexão):
Náilon:
Aço ASTM-A
Titânio (