Ao aquecermos ou resfriarmos uma barra sólida homogênea com o movimento axial restringido, a mudança na temperatura provocará tensões térmicas. Com...
Ao aquecermos ou resfriarmos uma barra sólida homogênea com o movimento axial restringido, a mudança na temperatura provocará tensões térmicas. Com base nesse contexto, considere uma barra metálica de ferro, que possui módulo de elasticidade de 210 GPa, que está inicialmente à temperatura de 20 ºC.Qual deve ser a temperatura máxima final para que as tensões térmicas não ultrapassem a tensão máxima de projeto de 130 MPa?
Para calcular a temperatura máxima final que a barra metálica de ferro pode atingir sem ultrapassar a tensão máxima de projeto de 130 MPa, podemos utilizar a seguinte fórmula:
Δσ = α × E × ΔT
Onde:
Δσ = variação da tensão
α = coeficiente de dilatação térmica linear
E = módulo de elasticidade
ΔT = variação da temperatura
Para encontrar a temperatura máxima final, precisamos encontrar a variação da temperatura (ΔT) que resulta em uma variação de tensão (Δσ) de 130 MPa. Sabemos que o coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é de 11,7 × 10^-6 ºC^-1.
Substituindo os valores na fórmula, temos:
130 × 10^6 = 11,7 × 10^-6 × 210 × 10^9 × ΔT
ΔT = 130 × 10^6 / (11,7 × 10^-6 × 210 × 10^9)
ΔT = 0,028 ºC
Portanto, a temperatura máxima final para que as tensões térmicas não ultrapassem a tensão máxima de projeto de 130 MPa é de 20 + 0,028 = 20,028 ºC.
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