Percentual de Trabalho a Frio
Calcula o percentual de trabalho a frio (redução de área), %TF = (A₀ − A_f) ÷ A₀ × 100%, a partir da área da seção inicial A₀ e final A_f após a deformação plástica a frio (laminação, trefilação, estampagem). O resultado, em %, indica quanto o material foi deformado abaixo da temperatura de recristalização. O trabalho a frio encrua o metal: aumenta o limite de escoamento e a dureza e reduz a ductilidade, à medida que as discordâncias se multiplicam e se emaranham. É o parâmetro usado para controlar propriedades antes de um recozimento. Informe as áreas inicial e final.
Resultado
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Percentual de trabalho a frio
Trabalhar a frio um metal é deformá-lo plasticamente abaixo da sua temperatura de recristalização (laminação a frio, trefilação de arames, estampagem). A quantidade de trabalho a frio se mede pela redução de área: %TF = (A₀ − A_f) ÷ A₀ × 100%, comparando a seção transversal antes e depois da deformação. O efeito sobre as propriedades é profundo e se chama encruamento (ou endurecimento por deformação): à medida que o metal é deformado, as discordâncias (defeitos lineares da rede cristalina que permitem o escorregamento) se multiplicam e se emaranham, travando umas às outras. O resultado é que o limite de escoamento e a dureza aumentam, enquanto a ductilidade cai — o material fica mais forte, porém mais frágil e difícil de continuar conformando. Por isso o %TF é um parâmetro de controle de processo: define-se quanto encruar para atingir a resistência desejada, e quando é preciso fazer um recozimento intermediário (aquecimento que recristaliza o metal, apagando o encruamento) para poder continuar a deformação sem trincar. Informe as áreas inicial e final da seção.
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Raio Mínimo de Dobra
Estima o raio mínimo de dobra de uma chapa metálica, R_min = t·(50/r − 1), a partir da espessura t (mm) e da redução de área percentual r do material no ensaio de tração (%, uma medida de ductilidade). O raio mínimo é o menor raio interno com que se pode dobrar uma chapa SEM trincar a face externa (que está sob tração). Dobrar com raio menor que o mínimo provoca fissuras ou ruptura na fibra externa, onde a deformação de tração excede a capacidade do material. O raio mínimo depende fortemente da DUCTILIDADE do material (expressa aqui pela redução de área r): materiais muito dúcteis (alumínio recozido, aços baixo carbono) podem ser dobrados com raio quase nulo (dobra viva), enquanto materiais frágeis ou encruados exigem raios grandes. O raio mínimo também depende da ORIENTAÇÃO da dobra em relação à direção de laminação da chapa (dobrar perpendicular à laminação permite raios menores que paralelo, por causa da anisotropia). Conhecer o raio mínimo é essencial no projeto de peças dobradas: especificar um raio menor que o possível leva a refugo por trincas. É comum expressar o raio mínimo como múltiplos da espessura (ex.: '2t'). Informe a espessura e a redução de área do material.
Calculadora de Trabalho (Física)
Calcula o trabalho realizado por uma força W = F·d·cos(θ). Força em N, deslocamento em m, ângulo em graus.
Back Work Ratio (BWR)
Calcula a razão de trabalho reverso (back work ratio, BWR) de um ciclo de potência, BWR = w_compressor ÷ w_turbina, dividindo o trabalho consumido pelo compressor (ou bomba) pelo trabalho bruto produzido pela turbina. O resultado (adimensional) mostra que fração do trabalho da turbina é reinvestida para comprimir o fluido. Em turbinas a gás (ciclo Brayton) o BWR é alto (0,4–0,6), pois comprimir gás custa caro; em ciclos Rankine a vapor é minúsculo (~0,01), pois bombear líquido é barato. Um BWR alto torna o ciclo sensível às eficiências dos componentes. Informe o trabalho do compressor e o da turbina.
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