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TENSÃO Resistência dos Materiais Tensão Até agora calculamos os esforços que uma peça deve suportar devido ao carregamento aplicado. Mas a peça vai resistir a esse esforço? Como saber? Equações de Equilíbrio Reações de Apoio FORÇAS INTERNAS CARGAS COPLANARES CARGAS ESPACIAIS Resistência dos Materiais Tensão A força por unidade de área ou a intensidade das forças distribuídas numa certa seção transversal é chamada tensão atuante nessa seção e é indicada pela letra grega σ (sigma). Resistência dos Materiais Tensão O valor de σ deve ser comparado com o máximo valor de tensão que pode ser aplicado com segurança ao aço. Exemplo: Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Tensão de Cisalhamento Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Noções de tensão admissível. Resistência dos Materiais Tensão Tensões admissíveis e tensões últimas. Dentro das aplicações da engenharia a determinação das tensões não é o objetivo final, mas um passo necessário no desenvolvimento de dois dos mas importantes estudos: A análise de estruturas e máquinas existentes, com o objetivo de prever seu comportamento sob condições de carga específica. 2. O projeto de novas máquinas e estruturas que deverão cumprir determinadas funções de maneira segura e econômica. Resistência dos Materiais Tensão Para efetuar qualquer dos estudos referidos é indispensável conhecer o material. Isso comumente é feito através de ensaios efetuados em corpos de prova construídos com estes materiais. Em estes ensaios os materiais são carregados lentamente e registradas suas alterações dimensionais. Em certo instante, a máxima força que pode ser aplicada ao corpo de prova é atingida e a amostra se quebra, ou começa a perder resistência, suportando forças menores. Essa força máxima é chamada de carregamento último dessa amostra e é designada com o símbolo PU. Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão A escolha do coeficiente de segurança adequado para diferentes aplicações práticas requer uma análise cuidadosa, que leve em consideração muitos fatores, como os que seguem: Resistência dos Materiais Tensão 1. Modificações que ocorrem nas propriedades do material. Há pequenas alterações que ocorrem na composição, resistência, e dimensões dos materiais na fabricação das peças. Também podem ocorrer tensões residuais devido à deformação e variações de temperatura a que o material se sujeita no transporte, armazenamento ou na própria execução da estrutura. Resistência dos Materiais Tensão 2 O número de vezes em que a carga é aplicada durante a vida da estrutura ou da máquina. Para a maior parte dos materiais a aplicação do carregamento, repetida muitas vezes, leva ao decréscimo no valor da tensão última, este fenômeno é chamado de fadiga do material e, se não for levado em conta, poderá ocorrer uma ruptura brusca. Resistência dos Materiais Tensão 3. O tipo de carregamento para o qual se projeta, ou que poderá atuar futuramente. A maior parte dos carregamentos adotados em projetos são estimados pois são poucas as vezes em que um carregamento pode ser previsto com precisão. Ocorre também a possibilidade de alterações futuras na finalidade da máquina ou estrutura que está sendo projetada, como modificações nos valores previstos por ocasião do projeto. Cargas dinâmicas cíclicas e instantâneas (choque) exigem altos valores de coeficientes de segurança. Resistência dos Materiais Tensão 4. O modo de ruptura que pode ocorrer. Materiais frágeis apresentam ruptura repentina, sem nenhuma indicação que o colapso é iminente. Já os materiais dúteis, como o aço estruturais, apresentam grande deformação, chamada escoamento, antes de atingir a ruptura, e esse comportamento do material fornece um aviso de que está ocorrendo carregamento excessivo. A ruptura ocasionada por perda de estabilidade da estrutura é geralmente repentina, seja o material frágil ou não. Quando existe a possibilidade de ruptura repentina, o valor a se adotar para o coeficiente de segurança deve ser maior do que no caso de ruptura com aviso. Resistência dos Materiais Tensão 5. Métodos aproximados de análise. O método de cálculo e análise são baseados em certas simplificações que levam a diferenças entre as tensões calculadas e aquelas realmente atuantes na estrutura. 6.Deterioração que poderá ocorrer no futuro devido à falta de manutenção ou por causas naturais imprevisíveis. Em locais em que a composição do material ou a ferrugem são difíceis de controlar ou de prever, deve ser adotado um coeficiente de segurança de valor alto. Resistência dos Materiais Tensão 7. A importância de um certo membro para a integridade de toda estrutura. Para as peças secundárias e contraventamentos da estrutura pode ser usado um coeficiente de segurança menor do que aquele das peças principais. Completando os comentários acima, existe a consideração adicional relativa ao risco de vida e danos materiais que um colapso pode trazer. Resistência dos Materiais Tensão Resistência dos Materiais Tensão
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