Cargas concentradas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - UFPE
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS – CTG
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DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SÓLIDOS 2

CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES

Aluno:Professor(a):

Recife, 13 de março de 2010.

CONCENTRAÇÃO DE TENSÃO


Relatório apresentado ao curso de Graduação em Engenharia Mecânica no Centro de Tecnologia e Geociências CTG – UFPE, com objetivo principal de aprendizado e conhecimento teórico de tal assunto para que se possa aplicá-lo nas diversas áreas das engenharias, de uma maneira segura eeconômica, além do objetivo secundário de obtenção de notas de acordo com a avaliação.

RECIFE
2010
SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 4
2. DESENVOLVIMENTO 5
2.1 Concentração de tensões em carregamento axial 5
2.2 Concentração de tensões em torção 6
2.3 Concentração de tensões em flexão 8
3. CONCLUSÃO 9
4. BIBLIOGRAFIA 10
5. ANEXO(EXERCÍCIOS) 11

1. INTRODUÇÃO

O estudo de carregamentos de estruturas é de extrema importância nas engenharias, principalmente engenharia civil e mecânica. A partir de tal conhecimento o engenheiro pode projetar estruturas visando suportar cargas desejadas de modo que garanta-se a segurança nessas atividades e que o custo de sua fabricação possa ser o menor possível, obtendo –se, assim, oequilíbrio entre custo-benefício. Um dos conhecimentos que os engenheiros que lidam com esses tipos de atividades têm que ter é, exatamente, o estudo de carga concentrada.
As cargas concentradas apresentam uma característica peculiar que serve como principal diferença entre as cargas concentradas e as cargas distribuídas. Esta diferença pode ser observada quanto às deformações sofridas por umcorpo submetido a uma carga concentrada e, um outro corpo submetido a uma carga distribuída. Enquanto na carga distribuída, a deformação específica ocorre de maneira uniforme, isto é, qualquer região do corpo em que está sendo aplicado essa carga, está sendo submetida a uma mesma tensão axial σymed=PA, e desde que essa tensão não exceda o limite de proporcionalidade, a Lei de Hookeσ=Eε pode seraplicada. Já em cargas concentradas, a distribuição da deformação não ocorre de maneira uniforme em todos os pontos do corpo submetidos à carga. Nos pontos próximos a vizinhança dos pontos de aplicação da força, a tensão é bem maior comparada à tensão média, o que implica grandes deformações, enquanto nos vértices do modelo quase não há deformações. O estudo das tensões provocadas por cargasconcentradas foi desenvolvido pelo engenheiro francês Adhémar Barré de Saint-Venant, que propôs o Princípio de Saint-Venant, o qual mostra que uma carga concentrada num corpo de largura b, provoca deformações consideráveis, sem uniformidade, até uma distância b da extremidade da barra, a qual está submetida a uma carga, a uma distância maior ou igual a b, a deformação passa a ter característica uniformeigual à σmed.
O desenvolvimento desta literatura irá focalizar em concentrações de tensão em carregamento axial, em torção e em flexão.

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Concentração de tensões em carregamento axial

Como vimos anteriormente, as tensões aplicadas em regiões próximas dos pontos de aplicação das forças podem ser muito maiores comparados a tensão média. Podemos ter esse tipo desituação em estruturas que contém uma certa descontinuidade como por exemplo: furos, adoçamentos, raios de concordância, cantos e detalhes complexos. E é exatamente nessas descontinuidades que estão localizados os valores de tensão mais elevados. Na figura 1, podemos observar um exemplo de concentração de tensão, além de observar como as cargas se distribuem: são mais elevadas nas proximidades da...
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