P2 Estática e Mecânica dos Sólidos

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FACULDADE ESAMC SANTOS 
 
 
 
Estática e Mecânica dos Sólidos I 
 
 
 
Giovanna Pereira Barbosa 11161004 
Engenharia Química – Noturno 
 
 
 
 
Resistência dos Materiais 
 
 
 
 
 
 
Santos 
2020 
 
Sumário 
Introdução .................................................................................................................................. 3 
1. O que é resistência dos materiais? ................................................................................ 4 
2. Critérios de Resistência dos Materiais .......................................................................... 7 
Considerações Finais ............................................................................................................. 8 
 
 
Introdução 
 
A ciência da resistência dos materiais depende muito de uma total certeza 
na obtenção de seus resultados, uma vez que qualquer erro, por menor que seja, 
pode significar prejuízos gigantescos depois. E isso é ainda mais sério se 
considerarmos que vidas podem ser colocadas em risco por cálculos mal feitos. 
Além de toda essa responsabilidade, o estudo da resistência dos 
materiais é essencial para que se evitem prejuízos com gastos desnecessários 
de recursos. Ainda pode impedir o excesso de peso nas estruturas, facilitando a 
criação de projetos sustentáveis e com melhor rendimento. 
 
1. O que é resistência dos materiais? 
 
A resistência dos mesmos é a capacidade de resistir a uma determinada 
força sobre ele aplicada, em função do processo de fabricação do material, de 
modo que os cientistas envolvidos aplicam vários processos para alterá-la. 
Devido ao profundo conhecimento sobre o assunto, a manipulação da 
resistência dos materiais pode ser feita de maneira perfeitamente quantificável e 
qualificada. Apesar disso, alterar essa resistência pode significar perder alguma 
outra propriedade mecânica. 
Esse tipo de conhecimento vem desde a Antiguidade. Os egípcios, por 
exemplo, detinham grande domínio sobre a resistência dos materiais, uma vez 
que sem ele seria impossível construir estruturas tão grandiosas quanto 
as pirâmides do Egito. 
Ainda na Antiguidade, os romanos se destacavam como grandiosos 
construtores, elaborando monumentos, templos e estradas que resistem até hoje 
às intempéries do tempo. 
Séculos depois, todo esse conhecimento que tinha se perdido durante a 
Idade Média foi recuperado no Renascimento. Grandes estudiosos, 
como Leonardo da Vinci e Galileu Galilei, ajudaram a enriquecer as teorias sobre 
mecânica e os materiais. 
Torção: é a tensão que ocorre em um elemento construtivo ou um prisma 
mecânico, quando aplica-se momento sobre seu eixo longitudinal. Podem tanto 
ser eixos quanto elementos nos quais uma dimensão é predominante a outras 
duas. 
O estudo geral do movimento de torção é bastante complicado, uma vez 
que leva ao acontecimento de dois fenômenos: tensões 
tangenciais e deformações seccionais. E é essa deformação que complica muito 
o cálculo da tensão de resistência dos materiais, fazendo com que o momento 
torsor seja decomposto. 
Flexão: Em Engenharia, flexão é o tipo da deformação apresentada por 
uma estrutura alongada em uma direção perpendicular a esse eixo longitudinal. 
Denomina-se estrutura alongada quando uma das dimensões é dominante às 
outras. Vigas, placas e lâminas são exemplos desse tipo de objeto. 
https://www.stoodi.com.br/materias/historia/antiguidade-classica-roma/aspectos-geograficos-economia-e-origem/
https://www.stoodi.com.br/blog/2018/10/29/galileu-galilei/
Quando um objeto é submetido à flexão, é a formação de uma curva 
paralela ao eixo neutro da estrutura, sendo que sua distância não varia em 
relação ao valor antes do processo de deformação. 
Flambagem: A flambagem, também conhecida como encurvadura, 
consiste em um fenômeno que ocorre nas peças denominadas esbeltas, ou seja, 
aquelas nas quais a área da seção transversal é bastante pequena se 
comparada ao seu comprimento. Esse fenômeno se inicia quando as peças são 
submetidas a um esforço de compressão axial. 
É considerada uma instabilidade elástica, de modo que a peça pode 
perder a estabilidade antes mesmo que o material atinja sua tensão de 
escoamento. O colapso sempre se dará ao redor do eixo de menor momento de 
inércia da seção transversal. 
Tensão e Deformação: Na Engenharia, geralmente, mede-se tensão em 
megapascals (Mpa) ou gigapascals (GPa). No Sistema Internacional de 
Unidades, um pascal (1 Pa) equivale à aplicação de um newton por metro 
quadrado (1 N/m²). 
 
A unidade oficial para tensão é o pascal (Pa), que se refere à medida de 
força por unidade de área. Importante não confundir tensão com pressão, já que 
são expressas com a mesma unidade de medida. 
Já o conceito de deformação de um corpo ou estrutura corresponde a 
qualquer mudança da configuração da forma geométrica do corpo que resulte 
em uma variação da forma ou das dimensões do mesmo após a aplicação de 
uma tensão ou mesmo de variação térmica. 
A deformação plástica consiste na permanente alteração do estado da 
estrutura, de modo que ela não consegue retornar à sua forma original. Isso 
ocorre quando a mesma é submetida à chamada tensão de plasticidade, maior 
do que aquela aplicada na deformação elástica. Assim, há transição da fase 
elástica para a plástica. 
Já a deformação por ruptura resulta no rompimento da estrutura em 
múltiplas partes. Esse processo ocorre quando a mesma 
recebe tensão inicialmente maior que a responsável pela deformação plástica. 
Tende a diminuir após o processo ter início. 
Por fim, deformação elástica resulta no retorno da estrutura ao estado 
original, após a aplicação da tensão ter sido finalizada. Isso acontece quando a 
força à qual a estrutura é submetida não consegue superar sua tensão de 
elasticidade. 
Lei de Hooke: Na resistência dos materiais, uma das leis mais 
importantes é a Lei de Hooke. Ela diz respeito à elasticidade dos corpos, sendo 
usada para os cálculos de deformações causadas pelas forças exercidas em um 
determinado corpo ou estrutura. 
Ela pode ser utilizada sempre, desde que o limite elástico da estrutura a 
receber a tensão não seja excedido. Assim, o comportamento elástico dos 
materiais acaba por seguir o regime elástico proposto na Lei de Hooke, mas 
apenas até um certo valor da força. Após esse ser ultrapassado, a relação de 
proporção não é mais definida, mesmo que o corpo retorne à forma inicial após 
remover-se a tensão. 
 
2. Critérios de Resistência dos Materiais 
 
Vários critérios diferentes, a respeito da ruína dos materiais, foram 
propostos ao longo do tempo 
1. Teoria da máxima tensão normal proposta por Rankine; 
2. Teoria da máxima deformação normal, proposta por Saint-Venant; 
3. Teoria da máxima tensão de cisalhamento, proposta por Coulomb em 
1773 e por Tresca em 1868; 
4. Teoria do atrito interno, desenvolvida por Mohr e por Coulomb; 
5. Teoria da máxima energia de deformação, proposta por Beltrami em 
1885; 
6. Teoria da máxima energia de distorção, desenvolvida por Huber em 
1904; Von Mises em 1913 e Hencky em 1925; 
7. Teoria da tensão octaédrica de cisalhamento de Von Mises e Hencky. 
Critério da máxima tensão de cisalhamento ou Critério de Tresca: 
Este critério se baseia no fato que para os materiais dúcteis o principal 
mecanismo de deformação plástica é o de escorregamento nos planos de maior 
densidade atômica. Assim, a tensão equivalente (σeq) é igualmente perigosa a 
um estado de tensão quando ela apresentar a mesma tensão de cisalhamento 
máxima que o estado da tensão. 
Critério da máxima energia de distorção ou Critério de Von Mises: 
Este critério propõe que a ruína por escoamento seja associada a valores críticos 
de certa porção da energia de deformação do ponto material em estudo. Quando 
as tensões principais possuem valores diferentes, o cubo que representa o 
ponto se transforma em paralelepípedo.Critério de Coulomb-Mohr: Este critério é particularmente interessante 
para materiais que apresentam resistências diferentes quando solicitados à 
tração e à compressão. Este tipo de comportamento, em geral, é apresentado 
pelos materiais frágeis. 
Considerações Finais 
 
Estudar a resistência dos materiais é fundamental. Já imaginou se as 
estruturas e objetos utilizados no dia a dia de bilhões de pessoas tivessem sido 
construídos de qualquer maneira, sem um estudo a fundo dos materiais, sem 
cálculo ou análise? Muito provavelmente viveríamos em um mundo de tragédias. 
Entender quanto de tensão um determinado material suporta é essencial 
para descobrir em qual tipo de função é possível aplicá-lo. Como citamos 
anteriormente, não apenas a segurança das pessoas que usufruirão daquela 
estrutura é importante, mas também as possibilidades de melhor aproveitamento 
dos mais diversos recursos.