Aula 8 Elementos I

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Universidade Federal do Pará – UFPA
Campus Universitário de Tucuruí – CAMTUC
Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM
Tucuruí
2014
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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 
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Elementos de Máquina I - UFPA - FEM
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Elementos de Máquina I - UFPA - FEM
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Introdução
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Símbolos de Soldagem (AWS)
A figura a seguir mostra o símbolo de soldagem do padrão AWS (American Welding Society).
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Símbolos de Soldagem (AWS)
Símbolos Básicos de Soldagem
Conta cordão
Tampão ou entalhe
Bisel
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Símbolos de Soldagem – Exemplos
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Símbolos de Soldagem – Exemplos
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Símbolos de Soldagem – Exemplos
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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.
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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:
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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.
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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.
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A figura a seguir mostra duas soldas em grupo. Os retângulos representam as áreas de garganta das soldas.
Tensões em Juntas Soldadas sob Torção
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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
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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:
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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: 
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Tensões em Juntas Soldadas sob Flexão
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Tensões em Juntas Soldadas sob Flexão
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Resistência de Junções Soldadas 
Propriedades mínimas metal-solda
Tensões permitidas pela norma AISC para metal de solda
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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.
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Exemplo