aula seleção 2016 diurno
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8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
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M a r i a T e r e s a
P a u l i n o A g u i l a r
Metalurgia Física dos Aços
Maria Teresa Paulino Aguilar
Paulo Cetlin
SELEO DE MATERIAIS
Maria Teresa Paulino Aguilar
Escola de Engenharia
Departamento de Engenharia de Materiais e Construção
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M a r i a T e r e s a
P a u l i n o A g u i l a r
BIBLIOGRAFIA
1. ASHBY, Ma F.. S Maa PM. S Pa: E Ba, 2012. 696 .
2. FERRANTE, Ma. S Maa. 3. . SCa: Ea, 2014.
3. ASHBY, Ma F.; SHERCLIFF, H; CEBON, Da.Maa: E, S, P a D.O: Ba, 2007. 528 .
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DESIGN PROJETO DESENHO
I a
E
P
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DESIGN PROJETO DESENHO
FUNCIONAL ESTTICO SIMBLICO
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Estrutura
Processamento
Propriedades DesempenhoCiênciaBásica
Necessidade ouExperiênica
Social
Estrutura
Processamento
Propriedades DesempenhoCiênciaBásica
Necessidade ouExperiênica
Social
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P a u l i n o A g u i l a r
10 -16 10-12 10 -8 10-4 1 102
ciência dos materiais eng.estruturalfilosofia
Incorporação de conceitos básicos em ciência permite controle dedesempenho, aumento de qualidade e competividade
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Estrutura
Desempenho
Processamento
Propriedade
s
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O COMPORTAMENTO(PROPRIEDADES) DO
MATERIAL DEPENDE DA
ESTRUTURA /PROCESSAMENTO
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A ,
(ASHBY, 1999)
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M a r i a T e r e s a
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A
aa a a aa
a a a a aa a a
a a
a= a a a aa
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1. E M F ( C M): V V, F, S
2. E M F P (E): A
3. E Q ( M F):A, MIT S MSE
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P a u l i n o A g u i l a r E
S M()
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MATERIAIS DE ENGENHARIA
1 :
N T E
1 natural pedra, couro, madeira, diamante2 conhecimento empírico aço, latão, bronze, concreto
3 conhecimento científico alumínio, aço inox, elastômero
4 material projetado vidros metálicos, ligas efeito memória
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2 :Maa M: F(a )N F
Maa N M: C
P(a, )
3 :Ma a
Maa PMaa NaaMaa CCEaBaaNaaaS.......
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COMPOSTO
10%A + 90%B
R M
P = 0,10 PA + 0,90 PB
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Pa a aaa aa
a a a a aa .
DESEMPENHO = SERVIO
Propriedades físico-químicas Propriedades mecânicas
Densidade
Propriedades Térmicas
Propriedades Elétricas
Propriedades Magnéticas
Propriedades Ópticas
Propriedades Acústicas
Propriedades de Corrosão e Oxidação
Resistência Mecânica
Ductilidade
Rigidez
Dureza
Resistência à Fadiga
Resistência à Fluência
Tenacidade e Tenacidade à fratura
homogêneos e isotrópicos
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D
D
A
S
P S
I P E P M
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M a r i a T e r e s a
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I . Pa . Ea . Pa . Maa
P S
1 R: ..
2 E :
3 C : .
A C V ACV
C C V
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,
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P M
Ea M
, a, .
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1 ENSAIO DE TRAO (COMPRESSO)
(a) (b) (c) (d)
(a) a a,
()a a,
() a a,
()a a a a .
força força
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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FORÇA (F)
a = L - L oFORÇA (F)
Lo
F
Alongamento (a)O
L oL
F
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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D A a D a aa . N aa a ( D), aa aa aaa a ("ESTRICO"). Oaa a a a a aa . E F a aa a a.
E aa a a
F
Alongamento (a)
A
B
O
D
EstricçãoFratura
Lo
C E
F
Lf
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F a
Aa
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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Aa
F
F
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
Aaa
Paa a aa aa aa, a a a
A a a a a a aa a a a a aa, aa a a aa a a a.
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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T aa a a a: (A) a aa aa , (B) aa a a a (C) aa a.
P a a
a = L - L o
F
Alongamento (a)
A
B
C
O
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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Qa aa a a a
aa a A aa A', a aa a F aa F'. Paa a aa, a a aTENSO (σ), a aa a a:
T a
FORÇA (F)
FORÇA (F)
L
o
FORÇA (F')
FORÇA (F')
oL
AoA'o
(/2, Pa = N/2,MPa = 106 Pa, )
σ = F
Ao
σ = F
Ao
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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LIMITE DE ESCOAMENTO (σ):
T a aF
Alongamento (a)
A
B
O
máxF
FA
LIMITE DE RESISTNCIA (σt ):
σ e A
o
F
A
=
σ t máx
o
F
A=
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
Qa aa aa (a) a a a (L L'), a , aaaa, a a a a
a . Paa a a a, aa (a) a DEFORMAO PERCENTUAL (ε), a aa a a (L), a:
Da a
F
F
L'o
Ao
FF
FF
L
a
Ao Ao Ao
F F
a
LoL'
ε = ⋅a
Lo100
ε = ⋅a
Lo100 (%)
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
FORÇA (F)
FORÇA (F)
Lo
FORÇA (F')
FORÇA (F')
oL
AoA'o
AL% = lf - lo x 100lo
RA% = Ao - Af x 100Ao
Da
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
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A a aa aa aa aaa , aa aaa a, aa.
L a
σ
εO
e0,2%σ
0,2 %
F
Alongamento (a)
A
B
O
máxF
FA
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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a P a u l i n o A g u i l a r
N F a, aa a aa a0,2% aaa aaa a OA, a aa. Ea F0,2%,
aa σ0,2% aa a
F
a
O
0,2%
a = ( 0,2. L ) / 100o
F
A
0,2%
C a a 0,2%
a0,2% = (0,2 . Lo) / 100
O aa (a0,2%) a
ε = 0,2 %, a :
σ eo
F
A0 2
0 2, %
, %=
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
Metais: é o limite de escoamento a 0,2% do material, medido na traçãoou na compressão.
σ
εO
e0,2%σ
0,2 %
Ra Ma
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
Polímeros: é a tensão na qual o comportamento da curva tensão-deformação sob tração torna-se marcadamente não linear,correspondendo tipicamente a uma deformação de 1% (figura 2)quando a temperatura de transição vítrea (Tg ) está próxima da
temperatura de ensaio. Os polímeros são um pouco mais resistentes(cerca de 20% ) à compressão que à tração.
Ra Ma
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
Cerâmicas e Vidros: depende muito do tipo de carregamento. Sobtração, a resistência corresponde à fratura (σσσσf t). Sob compressão, a
resistência refere-se ao esmagamento do material (σσσσf c). Em geral, arelação típica que se tem é: σσσσf c = 15 σσσσf t.
Compósitos: é comumente associada à tensão correspondente a umadeformação plástica de 0,5%. Os compósitos que contém fibrasdirecionadas são um pouco mais fracos (cerca de 30% ) sob compressãoque sob tração, devido à flambagem das fibras.
Ra Ma
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
T e
n s ã o (
p s i )
x 1 0 3
Deformação (mm/mm) x 10-2
σσσσ εεεε :
σσσσ = F/Aεεεε = (/0)
σσσσ = σσσσ (1+ εεεε)
εεεε = (1+ εεεε)
•
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
σσσσ
εεεε
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
Pa a ABNT NBR 7480 ALONGAMENTO PERCENTUAL AT AFRATURA (A
) a a (L
= 10 D
):
Aa a
A L L
L
p
f o
o
=−
⋅100 (%)
L= n divisões(b)
L0 = n divisões
(a)
L = n divisões
(c)
I . Pa . Ea . Pa . Maa
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
Lo
Lf
Do
Df
D ESTRICO (Z) a a :
Z D D
D
o f
o
=−
⋅
2 2
2 100 (%)
E
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
a a a aa aa a
a a aa aaaa Y
a a, a a, a a aa a a
a a aa, a aa, a, a a a a a aa a aa .
σσσσ εεεε H
RIGIDEZ
-
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56/96
M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
0
20
40
6080
100
120
140
160
180
200
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
Deformação(%)
T e n s ã o ( M P a )
-
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57/96
M a r i a T e r e s
a P a u l i n o A g u i l a r
separação
f o r ç
a
≈ (/) 0
0
-
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58/96
M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
59/96
(υυυυ)
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
.
(υυυυ) .
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
CISALHAMENTO
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
R
aaa aa a a aa aa aaa a aa, aa aa.
a U a a a a a aa a aa a aa a a a a.
A2
T
Da
∫∫∫∫ σσσσεεεε
I .
Pa . Ea . Pa . Maa
T
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
A :
() .
A2
T(S)
Da()
Ma.
Ma. A1
A1
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r D a aa a, a a a aa a aa a. Pa, aa aa aa a a a a
Maa aa a a a a aa a aa a, , a, aaaa.
O aa aa aa aa aa a (). E
a.O a a a aaaa aa a, a aa a aa.I aa a a a a
aa.
2 1 /
/
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
T Faa
2 ENSAIO DE IMPACTO
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
altura
inicial altura
final
corpo de
prova
leitura da
energia absorvida
Charpy
Izod
altura
inicial altura
final
corpo de
prova
leitura da
energia absorvida
Charpy
Izod
carga de impacto
Charpy
(a)
carga deimpacto
Izod
(b)
2 ENSAIO DE IMPACTO
a aa a aa
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
a (a aa), a a ( a).
a aa a a aaa aa aa, a a a aa a
a aa a. S a a aa aa aa aa a a a a aa . O a, a a a a a a a a aa aa aa.
a a aa a aa.
a a a a aa a ( aa a aa).
a aa a a a aa a a aa . A, a a a a a aa a a
aa.
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
69/96
M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a
r
ENERGIA
TEMPERATURA
dúctil
frágil
3 ENSAIO DE FLEXO
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
70/96
M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
3 ENSAIO DE FLEXO
4 TENACIDADE FRATURA
I .
Pa . Ea . Pa . Maa
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
71/96
M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
σ
4 TENACIDADE FRATURA
5 ENSAIO DE DUREA
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
72/96
M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
a a a a aa a .
a a a a a a(aa), a a (a), a a
(aa), a a a aa (a),a a (a ), .
a a. Paa a, a a a aa: a a D a a a F
a a a a . A aa, a a,a a a a a.
d
F
D
Impressão
Esfera
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
73/96
M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
Ea a B
d
F
D
Impressão
Esfera
A a B (HB) a a a F a aa aa a a a. Paa F a N, HB
a :
HB F
D D D d =
− −
0 2042 2
,
( )π
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
8/18/2019 Aula Seleção 2016 Diurno
74/96
M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
D a a a ABNT NBR 6394, a a a aa a a
aa :
Caa a a B
FORA (N) FORA () D ()
29420 3000 10
7355 750 5
1840 187,5 2,5
294 30 1
0 25 0 60, , D d D≤ ≤
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
M L HB ( / )
23
1010 95
1040 149
1090 248
304 150
Ra HB a a
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a
r
a a : σ = 0,36 HB [/2]
a a : σ = 0,34 HB [/2]
σ
ε
t
F
DEsfera
σ
L E
( M P )
B
( 1 0 3 )
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
d
F (kgf)Impressão
Pirâmide dediamante
Ea a V
HV
x F
d =0 102 1 8544
2
, ,
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
Ea a RF
Penetrador
Pré-carga
Profundidade de penetração após:
Carga Total
t
ESCALA F () PENETRADOR APLICAO
A (HRA) 60 aa a a ( < 2,54 )
B (HRB) 100 a 1/16 a a
C (HRC) 150 aa a a
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
HB
=================================================
68 85 5 x 100 240
HR HRA HB HRB HB
I .
Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
C a aa a
68 85,5 -x- 100 240
67 85,0 -x- 99 234
66 81,5 -x- 98 228
65 84,0 -x- 97 222
64 83,5 -x- 96 216
63 83,0 -x- 95 210
62 82,5 -x- 94 205
61 81,5 -x- 93 200
60 81,0 -x- 92 195
59 80,5 -x- 91 190
58 80,0 -x- 90 185
57 79,5 -x- 89 180
56 79,0 -x- 88 176
55 78,5 -x- 87 172
54 78,0 -x- 86 169
53 77,5 -x- 85 165
52 77,0 -x- 84 162
51 76,5 -x- 83 159
50 76,0 -x- 82 156
49 75,5 -x- 81 153
48 74,5 -x- 80 150
47 74,0 448 79 147
46 73,5 437 78 144
45 73,0 425 77 141
44 72,5 415 76 139
42 71,5 393 75 137
40 70,5 372 74 135
38 -x- 352 72 130
36 -x- 332 70 125
34 -x- 313 68 121
32 -x- 297 66 117
30 -x- 283 64 114
28 -x- 270 62 110
26 -x- 260 60 107
6 ENSAIO DE DOBRAMENTO
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
O a a aa a 180 a a aa ( a) (a) φ D. Pa a a a AB
a a ε a a a:
D φ
A B
ε
φ
=
+
1
1100
D x (%)
A, aa a a ε, (D) a aa a. Va D a a a a a a aa aa aaa.
Paa aa, (a) aa a a aaa.
P a aaa a a aa.
I . Pa . Ea . Pa . Maa
7 ENSAIO DE FADIGA
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
A
.
C σ N C W
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e
s a P a u l i n o A g u i l a r
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
T C
C
D a a a aa a a a a (
I . Pa . Ea . Pa . Maa
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
a aa (a, , a , ).
P a a a
aa a a a a aa aa.
Ia aa a a a a
a aa a T Ma, a a a 2/3 a a. A a a aa a.
R a
a a.
O a a a a a a a aa, a a aaaa SN aa (a a aa).
I . Pa . Ea . Pa . Maa
8 ENSAIO DE FLUNCIA
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
F
/
( T > 0,4 T ).
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
R 100,1.000 10.000 .
R
(0,0001 0,001 %/).
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
T 1%
100.000 ( 10.000 1000)
O
(
-
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M a r i a T e r e s a P a u l i n o A g u i l a r
( ).
C .47 .304 SP O./N./D. 2001
-
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