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FACULDADE PITÁGORAS DE UBERLÂNDIA MINAS GERAIS Graduação em Engenharia Civil RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS AULA 05 Prof. MSc. Fabrício Silvestre Mendonça Outubro de 2014 1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DA AULA Resolução de exercícios (Tensão de Cisalhamento); 2.14. Tensões e cargas admissíveis; 2.15. Dimensionamento de estruturas. REFERÊNCIA GERE, J. M. Mecânica dos Materiais. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003. Páginas 29 a 35; Itens 1.7. e 1.8. TENSÃO E CARGA ADMISSÍVEL 2.14. TENSÕES E CARGAS ADMISSÍVEIS Nas seções anteriores você aprendeu a determinar as tensões em barras, parafusos e pinos sob condições simples de carregamento. No entanto, em aplicações de engenharia, a determinação das tensões raramente é o objetivo final. Ao contrário, o conceito de tensões é utilizado pelos engenheiros como auxílio na sua mais importante tarefa, ou seja, o projeto de estruturas e máquinas que executarão determinada função com segurança e economia. FATORES NO PROJETO Elementos Estruturais ou máquinas devem ser concebidos de tal forma que as tensões de trabalho (solicitantes) SEJAM MENORES DO QUE a resistência final do material (resistente). Funcionabilidade, Resistência, Aparência, Economia e Proteção Ambiental. FATORES DE SEGURANÇA ESTRUTURAS devem suportar cargas maiores do que as comumente submetidas em serviço (evitar falha estrutural). A RESISTÊNCIA REAL DE UMA ESTRUTURA DEVE EXCEDER A RESISTÊNCIA EXIGIDA FATORES DE SEGURANÇA A razão da resistência real em relação a resistência exigida é chamada de FATOR DE SEGURANÇA. FATORES DE SEGURANÇA Naturalmente o fator de segurança deve ser maior do que 1,0, a fim de evitar falhas (ligeiramente acima de 1,0 até um limite de 10). Se o fator é muito grande, a estrutura apresentará um desperdício de material e até seja inaplicável para suas funções. FATORES DE SEGURANÇA A escolha do coeficiente de segurança apropriado para uma aplicação requer senso de engenharia com base em muitas considerações, como as seguintes: FATORES DE SEGURANÇA A escolha do coeficiente de segurança apropriado para uma aplicação requer senso de engenharia com base em muitas considerações, como as seguintes: FATORES DE SEGURANÇA A escolha do coeficiente de segurança apropriado para uma aplicação requer senso de engenharia com base em muitas considerações, como as seguintes: FATORES DE SEGURANÇA A escolha do coeficiente de segurança apropriado para uma aplicação requer senso de engenharia com base em muitas considerações, como as seguintes: FATORES DE SEGURANÇA A escolha do coeficiente de segurança apropriado para uma aplicação requer senso de engenharia com base em muitas considerações, como as seguintes: FATORES DE SEGURANÇA Exemplos de tais especificações de projeto e normas técnicas são: É muito importante que o material permaneça DENTRO DO INTERVALO ELÁSTICO LINEAR para EVITAR DEFORMAÇÕES PERMANENTES quando as cargas são removidas. 2.14. TENSÕES E CARGAS ADMISSÍVEIS TENSÃO ADMISSÍVEL Então, para a TRAÇÃO e CISALHAMENTO temos: Onde: Y e Y são as tensões de escoamento; FS1 e FS2 são os fatores correspondentes de segurança. Após encontrarmos a tensão admissível (adm) podemos calcular também a carga admissível (Padm). 2.14. TENSÕES E CARGAS ADMISSÍVEIS CARGAS ADMISSÍVEIS Para barras em tração e compressão, temos: Para pinos em cisalhamento, torna-se: 2.15. DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS ANÁLISE: determinação de cargas admissíveis para estruturas simples, assim como o cálculo das tensões, deslocamentos e deformações da barra. ESTRUTURA Tipos de Membros; Arranjos; Dimensões; Tipos de Suporte; Materiais usados e suas propriedades. DIMENSIONAMENTO: determinar as propriedades de uma estrutura para que ela suporte as cargas e realize suas devidas funções. 2.15. DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS EXERCÍCIOS DE CLASSE EXERCÍCIOS DE CLASSE 01) A junta está presa por dois parafusos. Determine o diâmetro exigido para os parafusos se a tensão de ruptura por cisalhamento para os parafusos for rup= 350MPa. Use um fator de segurança para cisalhamento FS= 2,5. R: 13,49mm. 02) Três parafusos de aço devem ser utilizados para fixar a chapa de aço mostrada na figura em uma viga de madeira. Sabendo que a chapa suportará uma carga de 110 kN, que o limite da tensão de cisalhamento do aço utilizado é 360 MPa e que é desejado um coeficiente de segurança 3,35, determine o diâmetro necessário para os parafusos. EXERCÍCIOS DE CLASSE 03) O acoplamento de gancho e haste está sujeito a uma força de tração de 5 kN. Determine a tensão normal média em cada haste e a tensão de cisalhamento média no pino A entre os elementos. R: 40=3,979MPa, 30=7,074MPa e méd= 5,093MPa. EXERCÍCIOS DE CLASSE 04) A haste suspensa está apoiada em sua extremidade por um disco circular fixo acoplado como mostra a Figura (a). Se a haste passar por um orifício de 40mm de diâmetro, determine o diâmetro mínimo exigido para a haste e a espessura mínima do disco do disco necessária para suportar a carga de 20 kN. A tensão normal admissível para a haste é adm= 60 MPa e a tensão admissível de cisalhamento para o disco é adm= 35 MPa. EXERCÍCIOS DE CLASSE MUITO OBRIGADO!
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