Barras carregadas axialmente

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1 Prof. André Luis Christoforo

INTRODUÇÃO TENSÃO NORMAL TENSÃO E DEFORMAÇÃO ESTRUTURAS ESTATICAMENTE INDETERMINADAS VARIAÇÃO DA ÁREA AO LONGO DO EIXO PESO PRÓPRIO DESLOCAMENTO DEVIDO A VARIAÇÃO DA TEMPERATURA

CONCENTRAÇÕES DE TENSÕES
COMPORTAMENTO NÃO-LINEAR PRINCÍPIO DE SAINT-VENANT EXERCÍCIO RESOLVIDOS
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DEFORMAÇÕES LONGITUDINAIS

Podemos entender como carregamento axial ounormal, toda a força que se concentra no eixo longitudinal da barra, ou seja, estruturas submetidas apenas a ação de tração ou a compressão. Barras sólidas com eixos longitudinais retos são os tipos mais comuns. Geralmente são membros de suporte, como por exemplo, as colunas de prédios.
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Vamos considerar uma barra engastada, de comprimento L e de seção transversal de área A, submetida somente auma força normal e constante P.

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Não havendo forças no sentido vertical da barra e nenhuma força gerando momento, temos que o único esforço não-nulo é a força RHA, sendo a estrutura, portanto, isostática, com uma incógnita e uma equação de equilíbrio (ΣFx=0).

ΣFx=0

-RHA + P = 0

RHA = +P

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Para o cálculo dos esforços solicitantes na estrutura, fazemos um único corte(suficiente), como mostrado na figura.

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CORTE I (0  X  L)

Observamos que o único esforço que aparece na estrutura, é a força normal N, projetada segundo a convenção de sinais adotada, ou seja, N saindo da estrutura. Assim sendo, temos que:
ΣFx=0 N–P=0 N=P
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Depois de calculado o valor de N, traçamos o diagrama do esforço solicitante.

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Como o valor de N é positivo, temos que abarra está tracionada. Invertendo o sentido da força, ou seja, comprimindo a barra, o esforço normal N seria negativo, trazendo nova configuração ao diagrama.

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Todos os pontos da seção transversal da barra, no sentido longitudinal, estão sujeitas a ação de uma força normal, denotada por σ, podendo ser de tração ou de compressão. Por simplificação, adotamos que a tensão normal σ temdistribuição uniforme em toda área da seção transversal.

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Assim, a somatória do conjunto das tensões que atuam na seção transversal da área A, representam a resultante da força normal N.

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Matematicamente, temos que:

N =   .dA
A

(2.1)

Para trechos com área A constante, resultamos na equação:

N  A
(2.2)

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Tensões para barras tracionadas.

Tensões para barrascomprimidas.

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Em uma determinada barra sujeita as forças de tração ou de compressão (forças axiais), ocorre o surgimento de deformações no sentido longitudinal. Essas forças não são independentes, ou seja, ocorrem simultaneamente nos corpos carregados.

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O ensaio para a caracterização da deformação constitui-se em um corpo de prova com dimensões padronizadas, sujeita a uma força axial,cuja tensão vai aumentando gradativamente provocando, conseqüentemente, uma deformação, que é medida sempre que essa deformação cessa. São medidos os deslocamentos e calculados os valores da deformação específica longitudinal e da tensão normal, por meio das equações:

l  l

N   A
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3.1 MATERIAIS DÚCTEIS

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Ao se interpretar o diagrama observas-se que, o trecho AO apresentauma linearidade constante, ditando que o material está no regime elástico-linear. Visto que a deformação aumenta com o incremento de tensão. O ponto A, caracteriza o limite máximo, entre tensão e deformação.

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No ponto B, inicia-se o estado de escoamento, ou seja, o material entra em seu regime plástico. Podemos observar que o material se deforma sem o significativo aumento da tensão.Quandoo material entra em seu estado plástico, o corpo não recupera todas as suas deformações quando descarregado. No segmento CD, ocorre o fenômeno de encruamento, que é caracterizado pelo aumento da dureza e da resistência do material dúctil devido a sua deformação plástica. Posteriormente, temos a ruptura do material, cuja tensão é aproximadamente igual à tensão de escoamento tanto na tração como...
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