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DEFLEXÃO EM VIGAS E EIXOS – LINHA ELÁSTICA • Conforme mencionado anteriormente outro critério usado para projeto de vigas e eixos é o da deflexão. • Para melhor compreendê-lo é necessário entender o conceito de linha elástica, que consiste no diagrama de deflexão do eixo longitudinal que passa pelo centroide de cada área da seção transversal. • Apoios que resistem á força – restringem o deslocamento Ex.: pinos, parafusos • Apoios que resistem á momento – restringem a a rotação Ex.: parede, solda • Momento interno positivo – concavidade para cima • Momento interno negativo – concavidade para baixo Região momento negativo Deslocamento negativo Ponto C ponto de inflexão, curva passa de côncava para cima a côncava para baixo, (o momento nesse ponto é nulo.) Ponto E inclinação da linha elástica é 0,portanto a deflexão pode ser máxima • A relação entre o momento interno de uma viga e o raio de curvatura da curva da linha elástica em um ponto é expresso por: ρ = raio de curvatura (1/ρ é a curvatura) M = momento fletor interno na viga onde ρ deve ser determinado E = Módulo de Elasticidade I = Momento de Inércia EI – Rigidez á Flexão • A curva da linha elástica para uma viga pode ser expressa matematicamente como σ=f(x) OBS.: Essa é uma equação diferencial não linear de segunda ordem. Sua solução, denominada elástica, dá a forma exata da linha elástica considerando, é claro, que as deflexões na viga ocorram apenas por flexão. A utilização de matemática superior nos fornece soluções da elástica apenas para casos simples de geometria e carga de vigas. • O método da superposição permite resultados tabulados para várias cargas de vigas, como os relacionados nos slides a seguir ou os encontrados em vários manuais de engenharia; • Assim sendo é possível determinar a inclinação e o deslocamento em um ponto sobre uma viga submetida a várias cargas diferentes efetuando a soma algébrica dos efeitos de suas várias partes componentes. EXEMPLO: Determine o deslocamento na extremidade C da viga em balanço mostrada na figura a seguir. EI é constante. Da tabela para carga triangular temos os valores de inclinação e deslocamento no ponto B: EXEMPLO: Determine o deslocamento na extremidade C da viga em balanço mostrada na figura a seguir. EI é constante. Como o trecho BC continua reto e θB é pequeno o deslocamento em C será: • Para facilitar a solução de um número maior de problemas de deflexão, a Equação geral da linha elástica pode ser modificada em função do código de engenharia adotado, que especifica limites para as deflexões visando questões de tolerância e/ou estética. Premissas – Considerado o quadrado da inclinação da linha elástica(dv/dx) desprezível – Cálculo da cortante V através de derivada do Momento em relação á x – Rigidez á Flexão constante – Uso de constantes de integração • As constantes de integração são determinadas pela avaliação das funções para cisalhamento, momento, inclinação ou deslocamento em um determinado ponto na viga no qual o valor da função é conhecido. Esses valores são denominados condições de contorno. EXEMPLO: Para a viga em balanço a seguir determine os valores de deflexão e inclinação da linha elástica. A B C EXEMPLO: Para a viga em balanço a seguir determine os valores de deflexão e inclinação da linha elástica. EI constante x=L θ=dv/dx = 0 v=0 para x=L Condições de contorno D EXEMPLO: Para a viga em balanço a seguir determine os valores de deflexão e inclinação da linha elástica. E Aplicando D e E nas equações B e C(respectivamente) temos: EXEMPLO: Para a viga em balanço a seguir determine os valores de deflexão e inclinação da linha elástica. E Aplicando D e E nas equações B e C(respectivamente) temos:
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