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Capítulo 7 - Carregamento de Flexão: Tensões em Vigas

RILEY, William F.; STURGES, Leroy D.; MORRIS, Don H. Grupo Gen PDF Criptografado

Capítulo 7

Carregamento de Flexão:

Tensões em Vigas

7.1 INTRODUÇÃO

Um elemento sujeito a cargas aplicadas no sentido transversal ao de sua maior dimensão e que fazem com que esse elemento venha a se curvar (fletir) é uma viga. A viga, ou elemento sob flexão, é encontrada com freqüência em estruturas e máquinas, e sua análise elementar de tensões constitui um dos aspectos mais importantes da mecânica (ou resistência) dos materiais. Por exemplo, a Fig. 7.1 é uma fotografia de uma viga em I, AB, biapoiada, colocada em um equipamento de ensaio e carregada nos terços do vão. A Fig. 7.2 ilustra a forma (exagerada) que a viga assume ao ser carregada.

Antes de prosseguir com as considerações sobre a análise de tensões de elementos sujeitos a flexão, pode ser oportuno classificar alguns dos vários tipos de vigas e de carregamentos encontrados na prática. Freqüentemente, as vigas são classificadas com base em seus apoios ou reações. Uma viga suportada por pinos, roletes ou superfícies lisas em suas extremidades e que tenha um

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Capítulo 4 - Propriedades dos Materiais e Relações Tensão-Deformação

RILEY, William F.; STURGES, Leroy D.; MORRIS, Don H. Grupo Gen PDF Criptografado

Capítulo 4

Propriedades dos Materiais e

Relações Tensão-Deformação

4.1 INTRODUÇÃO

Freqüentemente, o desempenho adequado de uma estrutura é determinado pela quantidade de deformação ou distorção que pode ser permitida. Uma deformação de até mesmo alguns milésimos de milímetro pode tornar inútil uma máquina retificadora, ao passo que a lança de uma draga pode apresentar deflexão de vários milímetros sem perder sua utilidade. Com freqüência torna-se

necessário relacionar as cargas e as variações de temperatura de uma estrutura com as deformações que elas produzem. A experiência tem mostrado que as deformações causadas pelas cargas e por efeitos térmicos são, essencialmente, independentes entre si.

As deformações devidas aos dois efeitos podem ser calculadas separadamente e somadas para que seja obtida a deformação total.

4.2 DIAGRAMAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO

A relação entre a carga e a deformação de uma estrutura pode ser obtida por meio de diagramas que mostram cargas e deflexões para cada elemento e para cada tipo de carregamento na estrutura. Entretanto, a relação entre a carga e a deformação depende das dimensões dos elementos assim como do tipo de material do qual os elementos são feitos. Por exemplo, o gráfico da Fig. 4.1a (carregamento unidimensional) mostra a relação entre a força exigida para alongar três barras de mesmo material mas de diferentes comprimentos e áreas de seção transversal e as deformações resultantes nas barras. Não fica claro a partir desses gráficos que todas as três curvas descrevem o comportamento do mesmo material. Entretanto, se essas curvas forem redesenhadas de modo a mostrar a tensão em um eixo e o alongamento da barra no outro, como na Fig. 4.1b, os dados da primeira e da terceira barra produzirão uma única linha. Se as curvas forem redesenhadas novamente com tensão em um eixo e deformação específica em outro, os dados de todas três curvas produzirão uma única linha. Isto é, as curvas que mostram a relação entre a tensão e a deformação específica (como a da

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Capítulo 10 - Métodos de Energia e Critérios de Resistência

RILEY, William F.; STURGES, Leroy D.; MORRIS, Don H. Grupo Gen PDF Criptografado

Capítulo 10

Métodos de Energia e

Critérios de Resistência

10.1 INTRODUÇÃO

Este capítulo consiste em duas partes. A Parte A analisa o conceito de energia de deformação (apresentado anteriormente no Cap. 8 sobre deslocamentos transversais em vigas) e sua aplicação para determinar a tensão e a deformação específica em elementos

estruturais sujeitos a um carregamento de impacto. A Parte B analisa os critérios de resistência (teorias de falhas) de materiais isotrópicos e a aplicação dessas teorias na previsão da falha estrutural de elementos sujeitos a carregamento estático combinado.

Parte A

Métodos de Energia

10.2 ENERGIA DE DEFORMAÇÃO

O conceito de energia de deformação foi apresentado na Seção

8.8 considerando o trabalho realizado por uma carga axial P aplicada lentamente para causar um alongamento δ em uma barra de seção transversal uniforme A, como mostra a Fig. 10.1a. Conforme o diagrama carga-alongamento (Fig. 10.1b), o trabalho

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Capítulo 6 - Torção

RILEY, William F.; STURGES, Leroy D.; MORRIS, Don H. Grupo Gen PDF Criptografado

Capítulo 6

Torção

6.1 INTRODUÇÃO

O problema da transmissão de um torque (conjugado) de um plano a um outro plano paralelo é encontrado com freqüência no projeto de máquinas. O dispositivo mais simples para desempenhar esta função é um eixo circular, como o que liga um motor elétrico a uma bomba, um compressor ou outro mecanismo. Um diagrama simplificado de corpo livre (o peso e as reações do mancal não são mostrados porque não fornecem informações

úteis para o problema de torção) de um eixo usado para transmitir um torque de um motor A a um acoplamento B está mostrado na Fig. 6.1. A resultante das forças eletromagnéticas aplicadas ao induzido A do motor é um binário (conjugado) equilibrado pela resultante das forças exercidas nos parafusos (outro conjugado), que atuam no acoplamento de flange B. O eixo circular transmite o torque do induzido para o acoplamento. Os problemas típicos de torção envolvem a determinação das tensões significativas e das deformações dos eixos.

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Capítulo 1 - Introdução e Revisão de Estática

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Capítulo 1

Introdução e Revisão de

Estática

1.1 INTRODUÇÃO

O objetivo principal de um curso de mecânica dos materiais é o desenvolvimento das relações entre as cargas aplicadas a um corpo deformável (não-rígido) e as forças internas e deformações nele originadas. Desde a época de Galileu Galilei (15641642), cientistas e engenheiros vêm estudando o problema da capacidade de carga dos membros estruturais e dos componentes de máquinas, e desenvolveram métodos matemáticos e experimentais de análise para determinar as forças internas e as deformações originadas em conseqüência das cargas aplicadas.

As experiências e observações dos cientistas e dos engenheiros dos últimos três séculos são a herança dos engenheiros de hoje.

O conhecimento fundamental adquirido ao longo desses três

últimos séculos, aliado às teorias e técnicas de análise desenvolvidas, permite que os engenheiros modernos projetem, com total competência e segurança, estruturas e máquinas de tamanho e complexidade sem precedentes.

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