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EXEMPLO NUMÉRICO No suporte da figura abaixo, a haste ABC tem, na parte superior, 9mm de espessura e na parte inferior, 6mm de espessura de cada lado. Uma resina à base de epóxi é usada para colar as partes superior e inferior da haste, no ponto B. Os pinos nos pontos A e C têm 9mm e 6mm de diâmetro, respectivamente. Pede-se determinar: • a tensão cisalhante no pino A • a tensão cisalhante no pino C • a maior tensão normal na haste ABC • a tensão média de cisalhamento nas superfícies coladas no ponto B • a tensão de esmagamento na haste C. 1 TENSÕES EM PLANOS OBLÍQUOS AO EIXO 4 Metalografia e Análise de Falhas Tensões em planos oblíquos aos eixos das barras e pinos: F = Pcos e V = P sen F = result. forças int. distribuídas normais à seção V = result. forças int. distribuídas tangenciais à seção TENSÕES EM PLANOS OBLÍQUOS AO EIXO s = F/A t = V/A A0 = A cos s = P cos2/A0 e t = P sen cos/A0 5 smáx = P/A0, para = 0º e s = 0, para = 90º tmáx = P sen45º cos45º/A0 = P /2A0 , para = 45º e t = 0, para = 0 e 90º s = P /2A0 , para = 45º 6 Valores máximos e mínimos de s e t: http://www.mdsolids.com/ s = P cos2/A0 e t = P sen cos/A0 Condições de tensões em um certo ponto Q do interior do corpo, causadas pelo carregamento 7 Para as tensões cisalhantes: 1º índice: direção perpendicular ao plano considerado 2º índice: direção da componente de tensão Tensões para um caso de carregamento qualquer, componentes de tensões A F x A x lim 0 s A V x y A xy lim 0 t A V x z A xz lim 0 t Porção esquerda do corpo ** sx, txy, txz serão positivas se os sentidos dos vetores que as representam coincidem com os sentidos dos eixos x, y, z, respectivamente. Porção direita do corpo ** Tensões obtidas serão de mesma intensidade, mas de sentidos contrários. ** sx, txy, txz serão positivas se os sentidos dos vetores que as representam tiverem sentidos contrários dos eixos x, y, z, respectivamente. 8 Estado de tensões no ponto Q 9 000 FFF zyx 000 MMM zyx Relações importantes entre as componentes de tensões de cisalhamento Eq. de equilíbrio: 10 yxxy tt zyyz tt zxxz tt 11 Uniões por rebites e parafusos Muitos elementos estruturais e de máquinas são compostos pela junção de chapas através de rebites ou parafusos, que transmitem forças de união entre as partes (chapas de reservatórios cilíndricos, almas e mesas de perfis para vigas, abas de cantoneiras, etc.). 12 Uniões por rebites e parafusos O rebite é normalmente conformado de maneira a fazer a união entre as chapas, ficando tracionado pelas cabeças e comprimindo as chapas entre si (o mesmo ocorre nas uniões através de parafusos que, após o aperto das porcas, trabalham tracionados). Em junções novas o atrito entre as chapas contribui para diminuir o esforço de corte no pino de união. Em juntas já trabalhadas, com deformações permanentes, o atrito ficará minimizado, passando o esforço para a junção ao encargo dos pinos de união. Por isso, o esforço de atrito entre as chapas, provocados pelas tensões de montagem, são desconsiderados no dimensionamento das juntas. Uniões por rebites e parafusos As uniões rebitadas podem sofrer ruptura através de: 14 Uniões por rebites e parafusos A distribuição de forças pelos rebites em uma ligação multi-rebitada submetida a um esforço de tração centrado, para o caso de chapas suficientemente espessas para as quais as deformações possam ser consideradas desprezíveis, será estudada através da hipótese mais simples de uniformidade de distribuição de forças pelos rebites. Tal hipótese se baseia no raciocínio de que o escorregamento entre as chapas, decorrente das distorções dos rebites, provoca deformações iguais para os rebites. Como são de mesmas dimensões e mesmo material elástico, conclui-se que as forças neles atuantes devem ser iguais. 15 Uniões por rebites e parafusos Exemplo: Calcular o valor admissível para a força P aplicada à chapa rebitada, de 8 mm de espessura, considerando as seguintes tensões limites, tanto para a chapa, como para os rebites: σtração = σ compressão = 120 MPa; t = 70 MPa OBS: Considerar a chapa indeformável => deslocamentos e deformações iguais nos rebites => Uniformidade na distribuição das forças nos rebites.
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