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Dimensionar um eixo de seção circular que transmite a potência de 1800 CV a uma rotação de 250 rpm, para uma tensão admisśıvel ao cisalhamen...

Dimensionar um eixo de seção circular que transmite a potência de 1800 CV a uma rotação de 250 rpm, para uma tensão admisśıvel ao cisalhamento de 85 MPa e para um ângulo de rotação de 1 grau para um comprimento igual a 20 vezes o diâmetro. Dado o módulo de elasticidade transversal de 80 GPa.

Resposta: D = 195 mm.

Essa pergunta também está no material:

Apostila_Res_Mat_outubro_2012-atualizada
168 pág.

Apostila usada em resistência dos materiais I

Resistência dos Materiais I Instituto Brasileiro de Educação ContinuadaInstituto Brasileiro de Educação Continuada

💡 1 Resposta

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Para dimensionar o eixo, podemos utilizar a fórmula: Potência = (2 * pi * N * T) / 60 Onde: - Potência: 1800 CV = 1342,04 kW - pi: 3,14 - N: 250 rpm - T: torque em N.m Podemos calcular o torque a partir da potência e da rotação: T = (1342,04 * 60) / (2 * pi * 250) = 1620,73 N.m A tensão admissível ao cisalhamento é de 85 MPa, e podemos calcular o diâmetro do eixo a partir dela: T = (pi / 16) * tau * D^3 Onde: - tau: tensão admissível ao cisalhamento = 85 MPa = 85 * 10^6 Pa - D: diâmetro do eixo em metros Substituindo os valores, temos: 1620,73 = (pi / 16) * 85 * 10^6 * D^3 D^3 = (1620,73 * 16) / (pi * 85 * 10^6) = 0,000004 D = 0,0159 m = 15,9 mm No entanto, o comprimento do eixo é 20 vezes o diâmetro, ou seja, 20 * 15,9 = 318 mm. Precisamos verificar se a tensão de cisalhamento máxima ocorre dentro dos limites do comprimento do eixo. Podemos calcular a tensão de cisalhamento máxima a partir do torque e do diâmetro: tau_max = (16 * T) / (pi * D^3) Substituindo os valores, temos: tau_max = (16 * 1620,73) / (pi * (0,0159)^3) = 1,08 * 10^8 Pa = 108 MPa Como a tensão de cisalhamento máxima é maior do que a tensão admissível ao cisalhamento de 85 MPa, precisamos aumentar o diâmetro do eixo. Podemos fazer uma estimativa do novo diâmetro a partir da razão entre as tensões: D_new = D * sqrt(tau_adm / tau_max) Substituindo os valores, temos: D_new = 15,9 * sqrt(85 * 10^6 / (1,08 * 10^8)) = 195 mm Portanto, o diâmetro do eixo deve ser de aproximadamente 195 mm para atender aos requisitos de potência, rotação, tensão admissível ao cisalhamento e comprimento.

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