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UNITAU

Sistemas Mecânicos I

Prof. Luiz Antonio Bovo

1. CAPITULO 1 - ANALISE DE TENSÕES 1.1. Tensões Admissíveis 1.1.1. Coeficiente de segurança 1.1.1.1. Definição É um numero que, modificando o critério de resistência adotado (tensão limite de ruptura ou tensão limite de escoamento), fornece a base para o cálculo, isto é, a tensão admissível. Em muitos países este coeficiente é chamadode ‘Fator de Segurança’ ou ainda ‘Fator de Projeto’. Literalmente o Coeficiente de Segurança indica ‘quantas vezes o projeto esta longe de falhar’. 1.1.1.2. Fatores e Incógnitas que afetam o Coeficiente de Segurança

O Coeficiente de Segurança depende da natureza do material e do tipo de solicitação. A sua escolha depende da habilidade técnica do engenheiro de projetos, pois é impossívelequacionar todos os fatores e incógnitas que concorrem para a falha da peça, a saber: a) Tipo dos materiais: Em situações semelhantes, um material dúctil (baixo e médio teor carbono SAE 1020) exigirá um coeficiente de segurança menor do que o necessário para um material frágil (ferro fundido GG 25), isto porque os materiais fundidos são mais propensos a apresentarem trincas. b) Tipos de Solicitações:Basicamente há 4 tipos de cargas: - Carga Estática P Ocorre quando uma peça está sujeita a carga constante, invariável ao decorrer do tempo e aplicada lenta e gradualmente. EX: Vigas t - Carga Intermitente P

Ocorre quando uma peça está sujeita a uma carga variável de zero a um valor máximo, sempre com a mesma direção e sentido. EX: dentes das engrenagens. t

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UNITAU - Carga Alternada PSistemas Mecânicos I

Prof. Luiz Antonio Bovo

Ocorre quando uma peça está sujeita a uma carga variável na mesma direção, mas com sentido contrario. EX: Eixos Rotativos.
t

-Carga de Choque P

Ocorre quando uma peça está sujeita a variação brusca ou a de choque. EX: Componentes de Prensas.
t

c) Distribuição de tensões: As fórmulas convencionais de cálculo de tensão (ex.: σ t =
N A; σc = −

Mf N ;σf = ; ωf A

τm =

M Q ; τ t = t ) fornecem como resultado a tensão média ou nominal da peça, que nem A ωt
Irregularidade como furos, entalhes e variação da seção transversal provocam

sempre, devido a distribuição de tensões, coincidem com a tensão atuante. concentração de tensões, resultando tensões muito superiores às calculadas pelas fórmulas nominais. Para cargasestáticas aplicadas em materiais dúcteis estas concentrações de tensões possuem pequena influência, porque havendo alguns pontos com tensões maiores do que a tensão de escoamento, o material devido à sua ductilidade, se deforma e ocasiona uma redistribuição de tensão. d) Possibilidade de Carga Acidental: Uma peça deve ser bastante resistente para suportar um choque acidental que possa ocorrer duranteseu desempenho. e) Corrosão e Abrasão (exposição a intempéries ou ambientes agressivos e desgaste) f) Defeitos Imperceptíveis de Fabricação (falta de fusão, porosidade, etc.). g) Perigo de Morte ou Danos Materiais: Se a falha de uma peça pode colocar em perigo, vidas ou propriedades, é recomendável que seja escolhido um Coeficiente de Segurança mais elevado.

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UNITAU

Sistemas MecânicosI

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1.1.2. Tensão Admissível Normal Há dois critérios para a definição da Tensão Admissível Normal: a) Critério da Tensão Limite de Ruptura

σ =

σR
S

kgf cm 2

(1.1)

b) Critério da Tensão Limite de Escoamento

σ =

σE
S

kgf cm 2

(1.2)

onde: σ

=> Tensão admissível normal

σ R => Tensão limite de ruptura σ E => Tensão limite de escoamentoS

=> Coeficiente de segurança

1.1.3. Tensão Admissível Transversal Através de experiências com corpos-de-prova submetidos ao cisalhamento puro por torção, observou-se que há uma relação entre a tensão de cisalhamento e a deformação angular (semelhante à relação existente entre a tensão de tração e a deformação específica). As experiências mostram que τ = (0,57 à 0,6) ⋅ σ Sendo que o...
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