A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
153 pág.
Unidade_1_Carga_Axial

Pré-visualização | Página 1 de 9

Resistência dos Materiais I 
Engenharia Mecânica 
Prof.: Eduardo de Castro Barbalho 
 
Universidade Newton Paiva 
Carga Axial 
eduardo.barbalho@newtonpaiva.br 
O diagrama 
Tensão x Deformação 
Convencional ou de 
Engenharia 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Definção 
 Tração 
 
Quando um corpo é submetido a ação de duas forças de mesma 
intensidade, mesma direção, sentidos contrários e que tendem a 
alongá-lo denomina-se por Tração. 
 
 Compressão 
 
Quando um corpo é submetido a ação de duas forças de mesma 
intensidade, mesma direção, sentidos contrários e que tendem a 
alongá-lo denomina-se por Compressão. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Ductilidade, Tenacidade e Fragilidade 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Resistência dos Materiais 
Materiais Dúcteis 
• Material que possui boa deformação elástica e grande deformação plástica. 
• Material que possa ser submetido a grandes deformações plásticas antes de sofrer ruptura. 
• A deformação plástica continua até uma redução na área para posterior ruptura. Essa diminuição localizada da 
seção transversal é muito acentuada. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
O comportamento da tensão–deformação de materiais dúcteis, tenazes e 
frágeis submetidos à Tração 
Resistência dos Materiais 
O comportamento da tensão–deformação de materiais dúcteis, tenazes e 
frágeis submetidos à Tração 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Materiais Tenazes 
• Material que possui média deformação elástica e média deformação plástica. 
• Material que possa ser submetido a médias deformações plásticas antes de sofrer ruptura. 
• A deformação plástica continua até uma redução na área para posterior ruptura. No entanto, essa diminuição 
localizada da seção transversal não é tão acentuada quanto nos materiais dúcteis 
Resistência dos Materiais 
Materiais frágeis 
• Caracterizados por apresentarem baixa deformação elástica e ausência de deformação plástica. 
• Materiais que exibem pouco ou nenhum escoamento antes da falha são denominados materiais frágeis. 
• não ocorre deformação plástica, requerendo menos energia que a fratura dúctil que consome energia para o 
movimento de discordâncias e imperfeições no material. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
O comportamento da tensão–deformação de materiais dúcteis, tenazes e 
frágeis submetidos à Tração 
Fundamentos do cálculo da Tensão Normal 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
 A força e o momento agem em um ponto 
específico da área seccionada de um corpo. 
 O material é contínuo, ou seja, possui 
distribuição uniforme de matéria. 
 O material é coeso, ou seja, sem trincas ou 
separações. 
 Nesta análise, vamos considerar apenas o 
efeito desencadeado pela resultante das forças 
e analisar os efeitos da componente normal à 
área da seção transversal. 
Resistência dos Materiais 
 Substituiremos a força resultante por três componentes 
ΔFx, ΔFy, ΔFz; 
 
 As componentes da pequena força ΔF age sobre uma 
pequena área ΔA; Por hora,a nossa análise se deterá 
na força perpendicular (Normal) à área da seção 
trensversal 
 
 Se ΔA tende a zero o mesmo ocorrerá com ΔF. 
 
 Por hora, a nossa análise se deterá na força 
perpendicular (Normal) à área da seção transversal; 
 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Fundamentos do cálculo da Tensão Normal 
Resistência dos Materiais 
 Tensão Normal 
 É o quociente entre a força e a seção transversal do 
componente submetido à solicitação, quando essa força é 
perpendicular à referida área. Ou seja, a força faz com o plano da 
seção transversal um ângulo de 90°. De uma outra forma, é a força 
por unidade de área que age perpendicurlamente a ΔA. Esse 
fenômeno físico é definido como Tensão Normal. 
 Definição de Tensão 
 
 É o quociente da intensidade de força interna sobre um 
plano específico ou área que passa por um ponto. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
 Tensão normal média em uma barra prismática com carga axial 
 
 Considerações 
 
• Barra prismática => possui seção transversal constante 
ao longo do comprimento longitudinal. 
• A barra prismática deve permanecer reta. 
• A seção deve continuar plana durante a aplicação da 
força 
• A força deve atuar no eixo do centroide para a 
deformação ser uniforme 
• Os materiais são homogêneos (pois possuem as 
mesmas propriedades físicas e mecânicas) e isotrópicos 
(tem a mesma propriedade em todas as direções. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Onde: 
 
ζ = Tensão Normal Média (MPa) 
 
F= Força normal interna resultante (N) 
 
A= Área da seção transversal da barra prismática 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Resistência dos Materiais 
Diagrama tensão x deformação convencional 
 
 
 
 
ii A
F
A
N

•A tensão nominal, ou tensão de engenharia, é determinada pela divisão da carga aplicada F pela 
área original da seção transversal do corpo de prova, Ai. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
(mm²); al transversseção da inicial Area 
(N); Externa Normal Carga ou 
(MPa); Média Normal Tensãoou 
 Engenhria de Tensãoou Nominal Tensão 
:



iA
FN
Onde

 A barra tem largura constante de 35 mm e espessura de 10 mm. Determine a tensão normal média 
máxima na barra quando ela é submetida à carga mostrada. 
Exercício de Aprendizagem: 1 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Por inspeção, as forças internas axiais são constantes, mas têm valores diferentes. 
Graficamente, o diagrama da força normal é como mostrado abaixo: 
Exercício de Aprendizagem: 1 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Por inspeção, a maior carga é na região BC, onde: 
N. 10³ x 30 kN 30 BCP
Visto que a área da seção transversal da barra é constante, a maior tensão normal média é: 
(Resposta) MPa 7143,85
²1035
1030 3




mm
N
A
PBC
BC
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
A peça fundida mostrada é feita de aço Inoxidável, cujo peso 
específico é Ɣ= 80kN/m³. Determine a tensão de compressão 
média que age nos pontos A e B. 
Exercício de Aprendizagem: 2 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Desenhando um diagrama de corpo livre do segmento superior, a força 
axial interna P nesta seção é a mesma para ambos os pontos. 
Nota:1m³ = 1 x 109 mm³. 
0²²200800
³101
³1080
0
 ;0
9
aço











 
mmmm
mm
N
P
WP
Fz

A tensão de compreensão média em A e em B torna-se: 





²²200
4772,8042
² mm
N
r
P
A
P




Solução: 
(Resposta) 4kN/m²60,064MPaN/mm 064,0 2 
N8,0424772kN 4772,8042 P
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Resistência dos Materiais 
 Deformação: 
 
Quando corpos materiais são 
submetidos a cargas, como resultado, 
os pontos no corpo material sofrerão 
deslocamentos ou mudanças de posição. 
Ou seja, sempre que uma força é 
aplicada a um corpo, esta tende a 
mudar a forma e o tamanho dele. Essas 
mudanças são denominadas 
deformações. 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
Resistência dos Materiais 
Unidade 1: Carga Axial – Tração e Compressão 
•A deformação nominal, ou deformação de engenharia, 
é determinada pela divisão da variação, δ, no 
comprimento de referência do corpo de prova, pelo 
comprimento de referência original do corpo de prova, Li. 
Unidades 
A deformação

Crie agora seu perfil grátis para visualizar sem restrições.