Conceito de Tensão

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Mecânica dos Materiais - Tensão
Para determinar a carga que um elemento pode suportar, é necessário que 
se conheça a distribuição de forças na área de seção transversal do 
elemento em análise.
A intensidade das forças distribuídas sobre uma área é denominada tensão.
Mecânica Descomplicada
Tensão Normal:
Cargas axiais aplicadas a elementos geram a tensão normal, 
representada pela letra grega sigma e sua unidade é o Pa.
Quando a carga aplicada comprime o elemento, utilizamos o 
sinal negativo (-) para indicar a compressão. Já quando a 
carga é de tração, utilizamos o sinal (+).
No sistema internacional:
σ = Tensão normal a AST (Pa)
P= carga aplicada (N)
A= área de seção transversal do elemento (m²)
Um medidor de deformação localizado em C na superfície do osso AB 
indica que a tensão normal média no osso é 3,80 MPa, quando o osso 
está submetido a duas forças de 1200 N como mostra a figura. Supondo 
que a seção transversal do osso em C seja anular e sabendo que seu 
diâmetro externo é 25 mm, determine o diâmetro interno da seção 
transversal do osso em C.
P
σ=P/A
σ=P/(π*(Re²-Ri²)
Substituindo os valores:
Raio interno Ri = 7,46mm
ØInterno = 2.RI = 14,9 mm
Tensão de Cisalhamento:
A tensão de cisalhamento ocorre quando são aplicadas 
forças transversais aos elementos em análise.
O cisalhamento tende a “cortar” o elemento carregado.
A tensão de cisalhamento é representada pela letra grega 
Tau e expressa em Pa no SI.
No sistema internacional:
τ = Tensão média de cisalhamento (Pa)
P= força interna (N)
A= área de seção transversal do elemento (m²)
Planos de Cisalhamento:
Parafuso em cisalhamento simples
Parafuso em duplo cisalhamento
Como podemos observar, podem 
existir diversas condições de 
cisalhamento as quais o elemento 
pode ser exposto.
Durante o projeto, deve-se observar 
quantos planos de cisalhamento 
são gerados no elemento em 
análise, visto que a força aplicada 
se divide entre esses planos.
O exercício a seguir irá ajudar a 
compreender melhor o conceito.
Exemplo: Duas pranchas de madeira, cada uma com 12 mm de espessura e 225 mm de largura, são unidas 
pela junta de encaixe mostrada na figura. Sabendo que a madeira utilizada rompe por cisalhamento ao longo 
das fibras quando a tensão de cisalhamento média alcança 8 MPa, determine a intensidade P da carga axial 
que romperá a junta.
Nota 1: observando a figura, podemos notar que 
a força P irá gerar tensão de cisalhamento em 6 
planos (destacados em vermelho).
Da definição de tensão de cisalhamento:
T= F/A
Onde:
F= P/6
A = 16x12 = 192 mm²
Logo 
P= 6.T.A = 9216 N
Tensão de Esmagamento entre conexões:
Conexões feitas através de parafusos, pinos e rebites geram 
tensões de esmagamento nos elementos que conectam.
O parafuso exerce sobre a placa uma força P. Essa força, 
quando distribuída na área do meio cilindro, gera a tensão de 
esmagamento.
No sistema internacional:
σe= Tensão de esmagamento média (Pa)
P= força interna (N)
A= área de contato do meio cilindro(m²)