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Em um aparelho de apoio de Neoprene cintado, o engenheiro precisa verificar a tensão de cisalhamento total atuante, composta por três parcelas: uma proveniente da força normal (τn), outra da força horizontal (τh) e outra da rotação (τθ). Considere um apoio com as seguintes características: tensão normal de compressão σc = 6,5 MPa, fator de forma B = 8,0, força horizontal resultante Hr = 82,0 kN, área efetiva A = 2.100 cm², altura total de elastômero h = 6,0 cm, dimensão a' = 30 cm, rotação total θt = 8,0 × 10⁻³ rad, rotação inicial θ₀ = 3,0 × 10⁻³ rad, espessura de cada camada t = 1,2 cm, número de camadas n = 3, e módulo G = 1,0 MPa. Sabendo que τn = σc / B, τh = Hr / A e τθ = G × (a' / h)² × (θt + θ₀) / (2 × n), e que a tensão total não pode exceder 5G, qual o valor de τtotal e a conclusão?
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Gustavo Teixeira

há 2 semanas

Respostas

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há 2 semanas

Vamos calcular passo a passo as tensões e a tensão total: Dados: - σc = 6,5 MPa - B = 8,0 - Hr = 82,0 kN = 82.000 N - A = 2.100 cm² = 2.100 × 10⁻⁴ m² = 0,21 m² - h = 6,0 cm = 0,06 m - a' = 30 cm = 0,30 m - θt = 8,0 × 10⁻³ rad - θ₀ = 3,0 × 10⁻³ rad - t = 1,2 cm (não será usado diretamente) - n = 3 - G = 1,0 MPa 1) Calcular τn: τn = σc / B = 6,5 MPa / 8,0 = 0,8125 MPa 2) Calcular τh: τh = Hr / A = 82.000 N / 0,21 m² = 390.476,19 Pa = 0,3905 MPa 3) Calcular τθ: τθ = G × (a' / h)² × (θt + θ₀) / (2 × n) Primeiro, calcular (a'/h)²: (0,30 / 0,06)² = (5)² = 25 Somar rotações: θt + θ₀ = 8,0 × 10⁻³ + 3,0 × 10⁻³ = 11 × 10⁻³ = 0,011 rad Dividir por (2 × n): 2 × 3 = 6 τθ = 1,0 MPa × 25 × 0,011 / 6 = 1,0 × 25 × 0,0018333 = 0,04583 MPa 4) Calcular τtotal: τtotal = τn + τh + τθ = 0,8125 + 0,3905 + 0,04583 = 1,2488 MPa 5) Verificar se τtotal ≤ 5G: 5G = 5 × 1,0 MPa = 5,0 MPa Como 1,2488 MPa < 5,0 MPa, a tensão total está dentro do limite permitido. Conclusão: τtotal = 1,25 MPa (aproximadamente) e está dentro do limite de segurança, portanto o apoio é seguro para as condições dadas.

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