Dilatação Volumétrica em Materiais de Engenharia

A deformação específica normal (𝝐𝒙) mede a deformação de um material em relação ao seu comprimento original. É calculada como a variação do comprimento dividido pelo comprimento original. Expressa em unidades de 'strain' ou sem dimensão.

A Lei de Hooke descreve a relação linear entre tensão e deformação num material elástico. Estabelece que a tensão é proporcional à deformação até um certo limite, chamado de limite de proporcionalidade. Essa relação é expressa pela equação: σ = E * ε, onde σ é a tensão, ε é a deformação e E é o módulo de elasticidade do material.

O diagrama tensão-deformação representa a relação entre a tensão e a deformação num material durante um ensaio de tração. Ele mostra como o material responde à aplicação de uma carga. Este diagrama possui regiões distintas, como a região elástica e a região plástica.

A deformação específica lateral (ν) é a razão entre a deformação transversal e a deformação axial de um material. Representa a mudança na largura ou espessura do material em relação à sua mudança no comprimento, quando sujeito a uma força. É uma medida da capacidade do material de flexionar ou deformar lateralmente.

O carregamento multiaxial refere-se à aplicação de tensões em múltiplas direções num material. As tensões podem ser tensões normais, como tração ou compressão, ou tensões de cisalhamento, que atuam paralelamente à superfície. Este tipo de carregamento pode ser encontrado em estruturas complexas, como pontes e edifícios.

O módulo de compressibilidade volumétrica (K) mede a resistência de um material à compressão volumétrica. É a razão entre o aumento da pressão e a redução no volume do material. Um módulo de compressibilidade alto indica que o material é rígido e difícil de comprimir.

Deformações de cisalhamento (γ) ocorrem quando forças atuam paralelamente à superfície de um material, causando uma distorção ou mudança no ângulo original. É uma medida da deformação do material quando é sujeito a uma força de cisalhamento.

Uma situação onde o número de incógnitas excede o número de equações disponíveis para resolvê-las.

Um método para resolver problemas estaticamente indeterminados, que envolve aplicar as leis de equilíbrio de forças e a condição de que a deformação total seja nula.

A força que é aplicada em uma estrutura de forma que a deformação total seja nula.

A variação no comprimento de um material devido a alterações de temperatura.

Uma propriedade do material que indica a quantidade de expansão/contração por unidade de comprimento por grau Celsius.

Aplicação de leis de equilíbrio de forças para determinar as forças internas em uma estrutura.

A deformação de um material sob uma força aplicada.

A força interna que surge em um material em resposta a uma força aplicada.

A medida da deformação de um material em relação ao seu comprimento original, calculada como a variação do comprimento dividido pelo comprimento original. É expressa em unidades de 'strain' ou sem dimensões.

A variação em volume de um material devido a alterações de temperatura. A expansão ou contração ocorre de acordo com o coeficiente de dilatação térmica do material.

A razão entre a deformação transversal e a deformação axial de um material, representando a mudança na largura ou espessura do material em relação à mudança em seu comprimento quando sujeito a uma força. É uma medida da capacidade do material de se flexionar ou deformar lateralmente.

A deformação específica normal 𝜖𝑥 é a variação no comprimento original em relação ao comprimento original na direção x. Calculada como a mudança de comprimento dividida pelo comprimento original. Expressa em unidades de 'strain' ou sem dimensão.

A deformação específica lateral 𝜖𝑦 é a variação no comprimento original em relação ao comprimento original na direção y. Calculada como a mudança de comprimento dividida pelo comprimento original. Expressa em unidades de 'strain' ou sem dimensão.

A Lei de Hooke Generalizada relaciona tensão e deformação em um material elástico sujeito a forças multiaxiais. Ela define as relações entre as tensões e deformações em três dimensões, considerando o efeito do coeficiente de Poisson.

A Dilatação Volumétrica mede a variação de volume de um material sujeito a uma força. É calculada como a mudança de volume dividido pelo volume original. Expressa em unidades de 'strain' ou sem dimensão.

A pressão hidrostática uniforme é uma força que atua em todas as direções com igual intensidade sobre um corpo. É caracterizada por uma pressão constante em todas as direções.

Em um caso estaticamente indeterminado, a deformação total (𝛿) é a soma da deformação térmica (𝜹𝑻) e da deformação devido à força aplicada (𝜹𝑷). A deformação térmica é calculada como o produto do coeficiente de expansão térmica (𝛼), a variação de temperatura (∆𝑇) e o comprimento original (𝐿). A deformação devido à força é calculada como a força aplicada (𝑃) multiplicada pelo comprimento original (𝐿) e dividida pelo produto da área da seção transversal (𝐴) e do módulo de elasticidade (𝐸).

A tensão (𝝈) causada pela deformação térmica é proporcional ao coeficiente de expansão térmica (𝛼), a variação de temperatura (∆𝑇) e o módulo de elasticidade (𝐸). Pode ser calculada dividindo a força interna (𝑃) pela área da seção transversal (𝐴).

A deformação lateral (𝝐𝒚, 𝝐𝒛) em um material sujeito a uma tensão axial (𝜎𝑥) é dada pela multiplicação do coeficiente de Poisson (υ) pela tensão axial (𝜎𝑥) e dividida pelo módulo de elasticidade (𝐸).

Para materiais isotrópicos, o módulo de elasticidade (𝐸), também chamado de módulo de Young, representa a relação linear entre a tensão (𝝈) e a deformação (𝝐) na região elástica do diagrama tensão-deformação. Indica a rigidez do material.

O módulo de elasticidade (𝐸) e o coeficiente de Poisson (υ) são propriedades importantes para caracterizar o comportamento mecânico de um material. Elas permitem prever como um material irá se deformar sob diferentes tipos de carregamento e são vitais no projeto de estruturas e componentes.

Aplicações comuns do coeficiente de Poisson incluem o cálculo da deformação lateral em vigas, o dimensionamento de peças de máquinas e a análise de materiais compostos.