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GEMM/CEFETSC – Curso Técnico de Mecânica

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA GERÊNCIA EDUCACIONAL METAL MECÂNICA CURSO TÉCNICO DE MECÂNICA Projeto Integrador I

Fundamentos de resistência dos materiais
Profa. Daniela A. Bento

Florianópolis, março de 2003.

Elementos de Máquinas - Profa. Daniela Águida Bento

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GEMM/CEFETSC – Curso Técnico de Mecânica

PARTEI

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
1. Introdução
A resistência dos materiais é um assunto bastante antigo. Os cientistas da antiga Grécia já tinham o conhecimento do fundamento da estática, porém poucos sabiam do problema de deformações. O desenvolvimento da resistência dos materiais seguiu-se ao desenvolvimento das leis da estática. Galileu (1564-1642) foi o primeiro a tentar uma explicação para ocomportamento de alguns membros submetidos a carregamentos e suas propriedades e aplicou este estudo, na época, para os materiais utilizados nas vigas dos cascos de navios para marinha italiana. Podemos definir que a ESTÁTICA considera os efeitos externos das forças que atuam num corpo e a RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS, por sua vez, fornece uma explicação mais satisfatória, do comportamento dossólidos submetidos à esforços externos, considerando o efeito interno. Na construção mecânica, as peças componentes de uma determinada estrutura devem ter dimensões e proporções adequadas para suportarem esforços impostos sobre elas. Exemplos: a) b)

Figura 1.1 a) O eixo de transmissão de uma máquina deve ter dimensões adequadas para resistir ao torque a ser aplicado; b) A asa de um avião devesuportar às cargas aerodinâmicas que aparecem durante o vôo.

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c)

Figura 1.2 As paredes de um reservatório de pressão deve ter resistência apropriada para suportar a pressão interna, etc.

O comportamento de um membro submetido a forças, não depende somente destas, mas também das característicasmecânicas dos materiais de fabricação dos membros. Estas informações provêm do laboratório de materiais onde estes são sujeitos a ação de forças conhecidas e então observados fenômenos como ruptura, deformação, etc.

2. Classes de solicitações
Quando um sistema de forças atua sobre um corpo, o efeito produzido é diferente segundo a direção e sentido e ponto de aplicação destas forças. Osefeitos provocados neste corpo podem ser classificados em esforços normais ou axiais, que atuam no sentido do eixo de um corpo, e em esforços transversais, atuam na direção perpendicular ao eixo de um corpo. Entre os esforços axiais temos a tração, a compressão e a flexão, e entre os transversais, o cisalhamento e a torção. Quando as forças agem para fora do corpo, tendendo a alonga-lo no sentido dasua linha de aplicação, a solicitação é chamada de TRAÇÃO; se as forças agem para dentro, tendendo a encurta-lo no sentido da carga aplicada, a solicitação é chamada de COMPRESSÃO. a) Compressão b)

Figura 2.1 a) Pés da mesa estão submetidos à compressão; b) Cabo de sustentação submetido à tração.

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A FLEXÃO é uma solicitação transversal em que o corpo sofre uma deformação que tende a modificar seu eixo longitudinal.

Figura 2.2 Viga submetida à flexão.

A solicitação de CISALHAMENTO é aquela que ocorre quando um corpo tende a resistir a ação de duas forças agindo próxima e paralelamente, mas em sentidos contrários.

Figura 2.3 Rebite submetido ao cisalhamento.

A TORÇÃO é umtipo de solicitação que tende a girar as seções de um corpo, uma em relação à outra.

Figura 2.4 Ponta de eixo submetida à torção.

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Um corpo é submetido a SOLICITAÇÕES COMPOSTAS quando atuam sobre eles duas ou mais solicitações simples.

Figura 2.5 Árvore de transmissão: Flexo-torção....
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