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Universidade Federal do Pará – UFPA Campus Universitário de Tucuruí – CAMTUC Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM Tucuruí 2014 1 Elementos de Máquina I - UFPA - FEM Disciplina: Elemento de Máquinas I Prof. Eng.º Maciel da Costa Furtado Objetivo: Identificar os principais tipos de soldagem, analisando as cargas geradas nas regiões soldadas Aula 8: Uniões Soldadas 2 Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 2 Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 3 Introdução Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 4 Símbolos de Soldagem (AWS) A figura a seguir mostra o símbolo de soldagem do padrão AWS (American Welding Society). Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 5 Símbolos de Soldagem (AWS) Símbolos Básicos de Soldagem Conta cordão Tampão ou entalhe Bisel Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 6 Símbolos de Soldagem – Exemplos Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 7 Símbolos de Soldagem – Exemplos Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 8 Símbolos de Soldagem – Exemplos Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 9 Soldas de Topo e Filete A figura a seguir mostra uma solda de entalhe em V simples, primeiramente carregada com uma força de tração F e em seguida com uma força de cisalhamento. Em que h é a garganta de solda e l o comprimento de solda. Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 10 Soldas de Topo e Filete Seja agora uma solda de filete transversal: DCL Para esse caso, a abordagem tem sido a de empregar um modelo simples e conservador, verificado por ensaio: Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 11 Tensões em Juntas Soldadas sob Torção A figura a seguir mostra uma viga em balanço de comprimento l soldada a uma coluna por duas soldas de filete. A reação no suporte de uma viga em balanço sempre consiste em uma força de cisalhamento V e um momento M. Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 12 Tensões em Juntas Soldadas sob Torção A força de cisalhamento produz uma tensão de cisalhamento nas soldas: Em que A é a área de garganta de toda solda O momento no apoio produz uma tensão secundária ou torção das soldas, sendo: Em que r é a distância do centróide do grupo de soldas ao ponto na solda de interesse. J é o segundo momento polar de área do grupo de solda ao redor do centróide do grupo. Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 13 A figura a seguir mostra duas soldas em grupo. Os retângulos representam as áreas de garganta das soldas. Tensões em Juntas Soldadas sob Torção Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 14 Tensões em Juntas Soldadas sob Torção É comum tratar o tamanho da solda como uma linha, sendo que o momento de área resultante é então um segundo momento polar unitário de área. A vantagem desse procedimento é que o valor de Ju é o mesmo independentemente da solda. Visto que a largura de garganta de uma solda de filete é 0,707h, a relação entre J e o valor unitário é: A tabela a seguir lista áreas de garganta e os valores de Ju para soldas de filete mais comuns encontradas Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 15 Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 16 Tensões em Juntas Soldadas sob Flexão Um diagrama de corpo viver da viga acima mostraria uma reação de força cortante V e um momento de reação M. A força de cisalhamento produz um cisalhamento primário nas soldas de magnitude: Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 17 Tensões em Juntas Soldadas sob Flexão O segundo momento de área I, baseado na área de garganta da solda é: A tensão nominal de garganta é encontrada agora como sendo, para o caso da viga mostrada anteriormente: Valores para Iu e área de garganta são mostrados na tabela a seguir: Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 18 Tensões em Juntas Soldadas sob Flexão Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 19 Tensões em Juntas Soldadas sob Flexão Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 20 Resistência de Junções Soldadas Propriedades mínimas metal-solda Tensões permitidas pela norma AISC para metal de solda Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 21 Resistência de Junções Soldadas Fatores de concentração de tensão de fadiga, kfs A tabela a seguir mostra as cargas permanentes permitidas e tamanhos mínimos de solda de filete. Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 22 Elementos de Máquina I - UFPA - FEM 23 Exemplo
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