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MECÂNICA DOS SÓLIDOS TENSÃO – DEFINIÇÃO E INTRODUÇÃO Aula 07 Waldério Vasconcelos walderio.vasconcelos@professores.unifbv.edu.br 2 A barra AB, apresentada ao lado, suporta a força de 54 KN sem falhar? Inspiração TENSÃO - MOTIVAÇÃO 3 TENSÃO - MOTIVAÇÃO 4 • Corpos Rígidos “Um corpo rígido é aquele que não se deforma...” • Corpos Deformáveis Apresentam deformações quando impostos a carregamentos. F P F P CORPOS RÍGIDOS x DEFORMÁVEIS • Forças Externas Representam a ação de outros corpos sobre o corpo rígido em consideração; • Forças Internas São as forças que mantem juntas as partículas que formam o corpo rígido; 5 CORPOS RÍGIDOS x DEFORMÁVEIS 6 Tensão: A força por unidade de área, ou intensidade das forças distribuídas sobre uma determinada seção; Unidades: 𝑃𝑎 = 𝑁 𝑚2 𝑘𝑃𝑎 𝑀𝑃𝑎 𝐺𝑃𝑎 𝑝𝑠𝑖 = 𝑙𝑏 𝑖𝑛2 𝑘𝑠𝑖 TENSÃO - DEFINIÇÃO Carga axial: Barras simples, forças paralelas ao eixo da barra. 7 Tensão em um Ponto Carga Axial e Tensão Normal • Distribuição real Tensão Normal 8 Carga Axial e Tensão Normal • Carga Excêntrica 9 Carga Axial e Tensão Normal 10 Carga Axial e Tensão Normal 11 EXERCÍCIOS 21, 22 e 23 12 Calcule a tensão no corpo da barra AB, para o conjunto apresentado no início da aula? EXERCÍCIO 21 13 Calcule a tensão na extremidade da barra AB, próximo ao pino em A, para o conjunto apresentado no início da aula? EXERCÍCIO 22 14 EXERCÍCIO 22 • Força Cortante (Força de cisalhamento): Força transversal aplica à barra; 15 • Tensão Média de Cisalhamento Não pode ser considerada uniforme TENSÃO CISALHANTE • Elementos em Cisalhamento o Parafusos o Pinos o Rebites 16 • Parafusos ( Cisalhamento Simples) TENSÃO CISALHANTE 17 TENSÃO CISALHANTE • Parafusos ( Cisalhamento Duplo) 18 TENSÃO CISALHANTE 19 Calcule a tensão cisalhante no pino A para o conjunto apresentado no início da aula? EXERCÍCIO 23 • Tensão admissível A máxima tensão ao qual um elemento estrutural poderá ser exposto sob condições normais de utilização com segurança. 20 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑎𝑑𝑖𝑚𝑖𝑠𝑠í𝑣𝑒𝑙 = 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛ç𝑎 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑐𝑖𝑠𝑙ℎ𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑑𝑖𝑚𝑖𝑠𝑠í𝑣𝑒𝑙 = 𝜏𝑎𝑑𝑚 = 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑐𝑖𝑠𝑎𝑙ℎ𝑎𝑛𝑡𝑒 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛ç𝑎 CONSIDERAÇÕES DE PROJETO • Coeficiente de Segurança 21 CONSIDERAÇÕES DE PROJETO • Seleção de um coeficiente de segurança 22 1. Variações nas propriedades do elemento (composição, resistência e dimensões) 2. Número de cargas 3. Tipos de carregamento 4. Tipo de falha 5. Incerteza – Método de análise 6. Deterioração que ocorre no futuro 7. Importância do elemento CONSIDERAÇÕES DE PROJETO • Seleção de um coeficiente de segurança 23 Normas CONSIDERAÇÕES DE PROJETO 24 Agora, em relação as considerações de projeto, responda: a) Considere que a barra AB é feita de aço carbono e para esse aço a tensão normal admissível é 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 175𝑀𝑃𝑎, a barra AB irá falhar? b) Deseja-se agora trocar o material da barra AB para alumínio, garantindo-se um coeficiente de segurança (CS) mínimo de 3,0. Considere que a tensão normal limite de uma liga de alumínio é 300 MPa. Determine o diâmetro mínimo da barra que atenda as especificações. EXERCÍCIO 24 25 EXERCÍCIO 25 Slide 1: MECÂNICA DOS SÓLIDOS Slide 2: TENSÃO - MOTIVAÇÃO Slide 3: TENSÃO - MOTIVAÇÃO Slide 4: CORPOS RÍGIDOS x DEFORMÁVEIS Slide 5: CORPOS RÍGIDOS x DEFORMÁVEIS Slide 6: TENSÃO - DEFINIÇÃO Slide 7: Carga Axial e Tensão Normal Slide 8: Carga Axial e Tensão Normal Slide 9: Carga Axial e Tensão Normal Slide 10: Carga Axial e Tensão Normal Slide 11: EXERCÍCIOS 21, 22 e 23 Slide 12: EXERCÍCIO 21 Slide 13: EXERCÍCIO 22 Slide 14: EXERCÍCIO 22 Slide 15: TENSÃO CISALHANTE Slide 16: TENSÃO CISALHANTE Slide 17: TENSÃO CISALHANTE Slide 18: TENSÃO CISALHANTE Slide 19: EXERCÍCIO 23 Slide 20: CONSIDERAÇÕES DE PROJETO Slide 21: CONSIDERAÇÕES DE PROJETO Slide 22: CONSIDERAÇÕES DE PROJETO Slide 23: CONSIDERAÇÕES DE PROJETO Slide 24: EXERCÍCIO 24 Slide 25: EXERCÍCIO 25 Slide 26