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Disciplina: Resistência dos Materiais Prof. Eng. Msc. Victor Pereira Romano 02/05/2016 EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES – CONCEITO DE TENSÃO, TENSÕES ADMISSÍVEIS, COMPATIBILIDADE DE DEFORMAÇÕES, RIGIDEZ AXIAL, DEFORMAÇÕES TRANSVERSAIS (COEFICIENTE DE POISSON) Curso de Engenharia Mecânica 1) Determinar a deflexão (alongamento e ou contração) da barra de Aço ilustrada abaixo para o carregamento aplicado. Módulo de Elasticidade E= 200 GPa. EXERCÍCIO 1 Resposta =+2,75E-3 m e ou =+2,75 mm 1) A haste ABCD ilustrada abaixo é feita de Alumínio com E= 70 Gpa. Determinar, para as cargas indicadas, desprezando o peso próprio: a) O deslocamento do ponto B em relação ao ponto A; b) O deslocamento do ponto D em relação ao ponto A; EXERCÍCIO 2 Resposta b=+7,81E-4 m e ou b=+0,781 mm d=+57,11E-4 m e ou d=+5,711 mm 1) Aplica-se à extremidade C da barra de Aço ABC a força axial P= 66,7 kN. Sabe-se que o módulo de Elasticidade do material é E= 210 Gpa. Determinar o diâmetro “d” da barra BC para que o alongamento no ponto C seja de 1,3 mm. EXERCÍCIO 3 Resposta d=2,18E-2 m e ou d=+2,18 cm 1) Determine o valor necessário para a carga P a ser aplicada no ponto C, da barra circular com diâmetro d= 30 mm, de forma que o ponto D não de desloque em relação ao ponto A. EXERCÍCIO 4 Resposta: PC = 25 kN de compressão 1) Um trecho de um tubo de alumínio de 1,2 m e seção transversal de área igual a 1100 mm2 está apoiado em um suporte fixo A. Uma barra circular de aço BC de 15 mm de diâmetro está pendurada em uma placa rígida que se apóia no tubo, em B. Conhecendo o módulo de elasticidade do aço (E=200 GPa) e do alumínio (E=70 Gpa), calcular o deslocamento vertical do ponto C quando P= 60 kN. EXERCÍCIO 5 Resposta: C = 4,495 mm barra BC = 3,56 mm tubo AB = 0,935 mm 1) Um força axial de tração P= 200 kN é aplicada ao conjunto formado por um cilindro oco de alumínio e uma haste de bronze ligadas a placas rígidas em suas extremidades conforme figura abaixo. Responda as questões a seguir: a) A tensão atuante no cilíndro oco de alumínio? = 65,05 MPa b) A deformação axial elástica do conjunto? = 0,278 mm EXERCÍCIO 6 Resposta: Paluminio = 152 kN Pbronze = 48 kN 1) Um cilindro oco de alumínio e uma haste de bronze ligadas a placas rígidas em suas extremidades conforme figura abaixo, encurta 4 mm quando sujeita a uma carga axial P. Responda as questões a seguir: a) Que tipo de carga axial foi aplicada (Tração e ou Compressão)? b) A intensidade da força P aplicada? c) A tensão na barra de bronze? EXERCÍCIO 7 Resposta: a) P= - 2869,47 kN b) bronze = - 1402,95 kN 1) Um poste de concreto armado tem seis barras de aço circulares com diâmetro de 22 mm. Sabendo que o módulo de Elasticidade Ea= 200 GPa e que Ec= 20 GPa, determinar a tensão normal no concreto para uma força axial P de 900 kN de compressão aplicada ao elemento. EXERCÍCIO 8 Resposta: Tensão de Compresão no concreto = -10,84 MPa 1) Uma barra circular ABC é composta de dois materiais distintos elementos unidos no ponto B. A barra possui seção transversal circular de diâmetro d= 40 mm e comprimento L=0,5 m. Para uma carga de compressão P= 100 kN e sabendo que os módulos de elasticidade do alumínio Ea= 73 GPa e do bronze Eb= 110 GPa, determinar: a) o comprimento La e Lb de forma que a contração de ambas as barras sejam iguais e b) a contração do conjunto. EXERCÍCIO 9 Resposta: Lb=1,5La, La=0,2 m e Lb= 0,3 m. A contração do conjunto é igual a longitudinal = -2,18E-4 m = -0,218 mm 1) Um tubo de uma liga de alumínio de diâmetro interno d= 300 mm e diâmetro externo D= 340 mm é preenchido de concreto. Uma carga compressiva é aplicada ao conjunto por meio de uma tampa rígida, conforme ilustrado abaixo. Determinar o valor da carga máxima admissível que poderá ser aplicada considerando: módulo de elasticidade do alumínio EAL= 70 GPa, módulo de elasticidade do concreto Ec= 15 GPa, a tensão admissível do alumínio (adm)AL= 90 MPa, a tensão admissível do concreto (adm)c= 20 MPa. EXERCÍCIO 10 Resposta: P= 3173,97 kN 1) Uma barra escalonada de diâmetro dAB=220 mm e dBC=160 mm é fabricada com um material cujo o diagrama tensão deformação está representado abaixo e está sujeita a carga axial de tração P= 650 kN. Considere a = 508 mm e b = 381 mm. a) Calcule o módulo de Elasticidade do Material e o Alongamento no Ponto C em relação ao Ponto A. EXERCÍCIO 11 (MPa) 0,01 0,002 Resposta: E= 10000 MPa longitudinal no ponto C =+2,1 mm 1) Considerando o coeficiente de poisson () igual a 0,3 e os dados e o carregamento do exercício 11 determine: a) A alteração do diâmetro da barra AB. Resposta = - 0,113 mm b) A alteração do diâmetro da BC. Resposta = -0,155 mm EXERCÍCIO 12 (MPa) 0,01 0,002
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