O Princípio dos Trabalhos Virtuais (PTV) é uma ferramenta poderosa em análise estrutural para determinar deslocamentos e rotações em estruturas, como treliças. “São calculadas inicialmente as forças devidas às cargas externas. Em segundo lugar, as cargas externas são removidas e é colocada uma carga unitária no ponto e na direção em que a deflexão é desejada (não necessariamente horizontal ou vertical). As forças devidas à carga unitária são determinadas e, finalmente, o valor FμL/AE para cada uma das barras é encontrado” (McCORMAC, 2019, p.219).
McCORMAC, J. C. Análise estrutural: usando métodos clássicos e métodos matriciais. Rio de Janeiro: LTC, 2019. Disponível em: Minha Biblioteca. Acesso em: 20 jul. 2023.
Considere a seguinte situação: temos uma treliça plana, composta por três barras e três nós. As barras 1 e 2 estão dispostas horizontalmente, enquanto a barra 3, diagonalmente. A barra 1 conecta os nós A e B, a barra 2, os nós B e C, e a barra 3, os nós A e C. O nó A está fixo, o nó B tem uma força de 1000N aplicada verticalmente para baixo, e o nó C é livre. Todos os elementos têm comprimento de 2 metros, área da seção transversal de 0,005 m² e módulo de elasticidade (E) de 200 GPa.
Se o nó B deslocar-se verticalmente para baixo devido à carga aplicada, qual é o deslocamento vertical do nó B (ΔB)?
Ed
ontem
Para calcular o deslocamento vertical do nó B (ΔB) na treliça utilizando o Princípio dos Trabalhos Virtuais (PTV), precisamos seguir alguns passos: 1. Identificação das forças: Temos uma força de 1000 N aplicada verticalmente no nó B. 2. Cálculo da deformação: A deformação (Δ) em um elemento de barra pode ser calculada pela fórmula: \[ \Delta = \frac{F \cdot L}{A \cdot E} \] onde: - \( F \) é a força aplicada, - \( L \) é o comprimento da barra, - \( A \) é a área da seção transversal, - \( E \) é o módulo de elasticidade. 3. Dados fornecidos: - \( F = 1000 \, \text{N} \) - \( L = 2 \, \text{m} = 2000 \, \text{mm} \) - \( A = 0,005 \, \text{m}^2 \) - \( E = 200 \, \text{GPa} = 200 \times 10^3 \, \text{N/mm}^2 \) 4. Cálculo da deformação: \[ \Delta = \frac{1000 \, \text{N} \cdot 2000 \, \text{mm}}{0,005 \, \text{m}^2 \cdot 200 \times 10^3 \, \text{N/mm}^2} \] Convertendo a área para mm²: \[ A = 0,005 \, \text{m}^2 = 5000 \, \text{mm}^2 \] Agora substituindo: \[ \Delta = \frac{1000 \cdot 2000}{5000 \cdot 200 \times 10^3} \] \[ \Delta = \frac{2000000}{1000000} = 2 \, \text{mm} \] Portanto, o deslocamento vertical do nó B (ΔB) é de 2 mm. Se você tiver alternativas, por favor, forneça-as para que eu possa confirmar a resposta correta.