Resistência dos materiais
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Resistência dos materiais Prof: Raphael. Aula 1 INTRODUÇÃO As Cargas são classificadas em: externas e internas. Todos os corpos rígidos, ao serem submetidos a forças externas: ativas (cargas) e reativas (reações de apoio), apresentam mudança da forma geométrica (deformações). No momento em que um corpo deforma, entra em estado de tensão. Tensão é o estado que a matéria assume decorrente de uma deformação. EQUILIBIO DE UM CORPO DEFORMÁVEL 1. Forças de superfície: causadas pelo contato direto de um corpo com a superfície de outro. 2. Força de corpo: Desenvolvida quando um corpo exerce uma força sobre outro, sem contato físico direto entre eles. EQUILIBIO DE UM CORPO DEFORMÁVEL Reações • Forças de superfície desenvolvidas nos apoios ou pontos de contato entre corpos. Cargas(Esforços) Internas • As Forças internas são os esforços originados das tensões desenvolvidas pelos materiais que constituem os corpos rígidos. • As Forças internas são responsáveis por manterem unidos os vários pontos materiais que constituem um corpo rígido. •Determinar os esforços internos implica, determinar o estado de tensão a que o elemento está submetido. •As forças se transmitem internamente de um ponto a outro em um determinado elemento estrutural, por meio das tensões. •A capacidade de transmissão de cargas está associada às tensões admissíveis dos materiais de que são compostos os elementos estruturais. Isso significa que, dependendo do material de que é constituído determinado elemento estrutural, maior ou menor será a sua capacidade de transmissão de cargas. Cargas(Esforços) Internas •Para evidenciar as forças internas é necessário separar o elemento estrutural em análise em duas partes, através de um plano de corte imaginário. Este procedimento é conhecido como método dos cortes ou método das seções. • Neste estudo, serão abordados os esforços internos associados ao estado simples e duplo de tensão. Esforço cortante Q, Esforços normais N e Momento Fletor M. EQUILIBIO DE UM CORPO DEFORMÁVEL CARGAS: TIPOS DE CARGA (quanto à superfície de aplicação) Ainda podemos classificar as cargas com relação à área (superfície) em que são aplicadas como: CARGA CONCENTRADA - a superfície de contato com o corpo que lhe resiste é desprezível em relação à área do corpo. Dizemos que carga P é concentrada, sua aplicação está concentrada em um “único” ponto. – CARGA DISTRIBUÍDA - a aplicação da carga se distribui ao longo do comprimento da superfície que lhe resiste. Para a viga acima, as cargas aplicadas nas duas extremidades, de 250 lb, são concentradas, conforme já vimos no item anterior, ao passo que a carga aplicada entre os apoios A e B é denominada de carga distribuída, pois que estão sendo aplicadas ao longo de um trecho da viga e não apenas em um “único” ponto. – TIPOS DE CARGAS (quanto à forma de aplicação) De acordo como as cargas são aplicadas às estruturas pode-se classificá-las como: CARGA ESTÁTICA: Peça sujeita a uma carga constante - ou praticamente invariável com o tempo. Exemplo:Viga das estruturas. – CARGA INTERMITENTE: Peça sujeita a uma carga pulsante - variável de zero a um valor máximo permitido. Exemplo: dentes de engrenagens. CARGA ALTERNADA: Peça sujeita a uma carga variável nos dois sentidos. Exemplo: eixos submetidos à flexão ou uma biela de um pistão. CARGA BRUSCA ou A CHOQUE: Peça sujeita a variação brusca de carga. Exemplo: bate estacas. TIPOS DE CARGAS (quanto aos seus efeitos) Forças de Tração: Quando uma barra for submetida a uma força (P), atuando no sentido do seu eixo, isto é, perpendicular a sua secção transversal, estará sofrendo uma tração e uma deformação que será de acréscimo de comprimento. Forças de Compressão: Quando uma força (P), agir no sentido longitudinal da peça, isto é, perpendicular a sua secção transversal, esta sofrerá uma compressão e um achatamento. Forças de Cisalhamento: Quando duas forças (P) atuam sobre uma peça (exemplo: rebite), transversalmente ao seu eixo sofrerá um cisalhamento, isto é, a peça tenderá a ser cortada. Forças de torção :Quando uma força (P) está agindo no plano perpendicular ao eixo da barra tenderá a girar cada secção transversal em relação às demais secções, torcendo-a. Forças de Flexão: Quando uma força (P) atua sobre perpendicularmente ao seu eixo, produzirá a flexão do referido eixo. uma barra, Força de Flambagem: Se a barra submetida a compressão for de comprimento muito grande em relação ela se dobrará sob a ação da força (P), produzindo a flambagem. FORÇA NORMAL: Essa força age perpendicularmente à área e se desenvolve sempre que as cargas externas tendem a empurrar ou puxar os dois segmentos do corpo. MOMENTO RÇÃO OU TORQUE T. Esse efeito é desenvolvido quando as cargas externas tendem a torcer um segmento do corpo com relação ao outro. MOMENTO FLETOR M0. O momento fletor é causado pelas cargas externas que tendem a fletir o corpo em torno de um eixo que se encontra no plano da área. CARGAS COPLANARES :Se o corpo for submetido a um sistema de forças coplanares ,então haverá na seção apenas componentes da força normal, força de cisalhamento e momento fletor. FORÇA DE CISALHAMENTO: A força de cisalhamento encontra-se no plano da área e é desenvolvida quando as cargas externas tendem a provocar o deslizamento de um dos segmentos do corpo sobre o outro. MOMENTO FLETOR Uma carga atuando perpendicularmente ao eixo da peça produz-se uma flexão, chamada de Momento Fletor, conforme nos indica as Figuras abaixo. Na Flexão, parte da peça fica sujeita a solicitação de tração e parte sujeita à solicitação de compressão, ficando, portanto, sujeitas às Tensões NORMAIS, as mesmas que aparecem quando temos forças axiais de tração e compressão. Se considerarmos uma barra inicialmente constituídas de fibras retas de mesmo comprimento estas fibras ficarão deformadas (curvas) conforme for o sentido do momento fletor. O momento fletor é uma grandeza vetorial, e como tal, além da intensidade, tem direção e sentido. Considerando uma viga no plano XY, inicialmente, sem a aplicação de nenhuma carga, as fibras longitudinais da viga têm os mesmos comprimentos, conforme a Fig. 1.12. Ao aplicarmos o momento fletor Fig. 1.13a, as fibras que antes eram retas apresentam a deformação mostrada na figura. Aplicando um momento de sentido inverso – Fig. 1.13b, as deformações também tem o sentido inverso da anterior. EXEMPLO 1: Determine as cargas internas resultantes que agem na seção transversal em C na viga mostrada na figura abaixo Resolução: TABELA DE CENTRÓIDES BIBLIOGRAFIA: 1) HIBBELER, Russel C.. Resistência dos materiais. 7ª ed. São Paulo: PEARSON, 2010. 2) BEER, Ferdinand P.. RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS. 3ª ed. São Paulo: PEARSON, 2012. 3) FILHO, Michel Sallada. Resistência dos materiais , UNICAMP Malconian. 4) MELCONIAN, Sarkis. Mecânica técnica e resistência dos materiais.. 18ª ed. São Paulo: Érica, 2012.
