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1 Diego Ribeiro Borges Rasmussen FLEXÃO FLEXÃO POR EIXO DE SIMETRIA • Quando se tem elementos submetidos a momentos fletores M e M’ iguais e opostos atuando no mesmo plano longitudinal (plano de simetria), dizemos que esses elementos estão em flexão pura. Exemplo: Suponha que um atleta está segurando uma barra de levantamento de peso. A barra suporta pesos iguais a distâncias iguais das mãos do levantador de pesos. Em razão da simetria do diagrama de corpo livre da barra (Fig. a), as reações nas mãos devem ser iguais e opostas aos pesos. Portanto, com relação à parte média CD da barra, os pesos e as reações podem ser substituídos por dois momentos fletores iguais e opostos de 108 N.m (Fig. b), mostrando que a parte central da barra está em flexão pura. • Considere uma barra prismática AB possuindo um plano de simetria e submetida a conjugados iguais e opostos M e M’ atuando naquele plano (Fig.a). Observamos que, se uma seção da barra AB for cortada em algum ponto arbitrário C, as condições de equilíbrio da parte AC da barra requerem que os esforços internos na seção sejam equivalentes ao conjugado M (Fig. b). Assim, os esforços internos em qualquer seção transversal de uma barra de seção simétrica em flexão pura são equivalentes ao conjugado. O momento M daquele conjugado é chamado de momento fletor na seção. • Seguindo a convenção usual, será atribuído um sinal positivo a M quando a barra é flexionada, com as pontas das setas se encontrando na parte superior da barra, fazendo com que a barra fique ‘’sorrindo’’, isto é, quando a concavidade da viga está virada para cima, e um sinal negativo em caso contrário • Momentos fletores M consistem na realidade de duas forças iguais e opostas. • A soma das componentes dessas forças em qualquer direção é igual a zero. • O momento fletor é o mesmo em relação a qualquer eixo perpendicular a seu plano, e é zero em relação a qualquer eixo contido naquele plano. 2 Diego Ribeiro Borges Rasmussen • A distribuição real de tensões em uma seção transversal não pode ser determinada somente pela estática. Ela é estaticamente indeterminada e pode ser obtida somente analisando-se as deformações produzidas na barra. DEFORMAÇÕES EM UMA BARRA DE SEÇÃO SIMÉTRICA EM FLEXÃO PURA. • O elemento sofrerá flexão sob a ação dos momentos fletores, mas permanecerá simétrico em relação ao outro plano. • Como o momento fletor M é o mesmo em qualquer seção transversal, a barra sofrerá flexão uniforme. • A linha AB ao longo da qual a face superior da barra intercepta o plano dos momentos fletores terá uma curvatura constante. Em outras palavras, a linha AB, que originalmente era uma linha reta, será transformada em um arco de circunferência de centro C, como também a linha A’B’ ao longo da qual a face inferior da barra intercepta o plano de simetria. • A linha AB diminuirá em seu comprimento quando a barra for flexionada, isto é, quando M > 0, enquanto A’B’ se tornará mais longa. • Qualquer seção transversal perpendicular ao eixo da barra permanece plana • O plano da seção passa por C. • Existe uma superfície paralela às faces superior e inferior da viga, antes da flexão, em que 𝜀𝑥 𝑒 𝜎𝑥 são zero. Essa superfície é chamada de superfície neutra. • A superfície neutra intercepta o plano de simetria ao longo de um arco de circunferência DE e intercepta determinada seção transversal por meio de uma linha reta chamada de linha neutra. • A origem das coordenadas será adotada agora em um ponto na superfície neutra, por conveniência, e não na face inferior da viga, como foi feito antes, de modo que a distância de qualquer ponto até a superfície neutra será medida por sua coordenada y. • O sinal de menos é em razão do fato de que supomos que o momento fletor seja positivo e, portanto, a viga terá a concavidade para cima. • A deformação normal longitudinal específica 𝜀𝑥 varia linearmente com a distância y da superfície neutra. • A deformação específica 𝜀𝑥 atinge seu valor absoluto máximo quando o valor de y é máximo. Chamando de c a maior distância da superfície neutra (que corresponde à superfície superior ou inferior da viga) e 𝜌 o raio do arco DE. 3 Diego Ribeiro Borges Rasmussen TENSÕES E DEFORMAÇÕES NO REGIME ELÁSTICO • 𝜎𝑚 = Valor máximo absoluto da tensão. • I é o momento de inércia da seção transversal em relação a um eixo que passa pelo centro geométrico e é perpendicular ao plano do momento fletor. • Tensão normal 𝜎𝑥 para qualquer distância y da linha neutra. • O sinal de menos é em razão do fato de que supomos que o momento fletor seja positivo e, portanto, a viga terá a concavidade para cima. • A deformação da viga provocada pelo momento fletor M é medida pela curvatura da superfície neutra. • A curvatura é definida como o inverso do raio de curvatura 1/ρ:
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