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Mecânica Geral com Noções de
Resistência dos MateriaisTemas: Tensões e deformações, Tração e compressão
Regis Isael da Silva
1 SENAI - CIMATEC
Tensões e deformações
� Tensões: Cargas que atuam sobre uma peça ou estrutura.
� Tração: Quando a carga atuar com o sentido dirigido para o exterior da peça ("puxada"), a peça estará tracionada.
SENAI - CIMATEC2
Fonte: UFRJ, 2009
Tensões e deformações
� Compressão: Quando o sentido de carga estiver dirigido para o interior da peça, a peça estará comprimida ("empurrada").
SENAI - CIMATEC3
Fonte: UFRJ, 2009
Tensões e deformações
� Cisalhamento: Efeito gerado pela aplicação de forças na mesma direção mas em sentidos opostos em um dado ponto da peça.
SENAI - CIMATEC4
Fonte: BEER / VIRAX
Tensões e deformações
� Flexão: o esforço de flexão configura-se na peça, quando esta sofre a ação de cargas cortantes, que venham a originar momento fletor significativo.
SENAI - CIMATEC5
Fonte: Wikipedia / UDESC
Tensões e deformações
� Torção: Uma peça submete-se a esforço de torção, quando atua um torque em uma das suas extremidades e um contratorque na extremidade oposta.
SENAI - CIMATEC6
Fonte: Tecla SAP
Tensões e deformações
� Flambagem: Ao sofrer a ação de uma carga axial de compressão, a peça pode perder a sua estabilidade, sem que o material tenha atingido o seu limite de escoamento.
SENAI - CIMATEC7
Fonte: MSE UFRJ / DCDQ
Esforços Internos - Tração e Compressão
� Força Normal ou Axial F
Define-se como força normal ou axial aquela que atua perpendicularmente (normal) sobre a área da secção transversal de peça.
SENAI - CIMATEC8
Fonte: Melconian
Esforços Internos - Tração e Compressão
Tração
� Quando a carga atuar com o sentido dirigido para o exterior da peça ("puxada"), a peça estará tracionada.
SENAI - CIMATEC9
Fonte: Melconian
Esforços Internos - Tração e Compressão
Compressão
� Quando o sentido de carga estiver dirigido para o interior da peça, a barra estará comprimida ("empurrada").
SENAI - CIMATEC10
("empurrada").
Fonte: Melconian
Esforços Internos - Tração e Compressão
Tensão Normal
� A carga normal F, que atua na peça, origina nesta, uma tensão normal que é determinada através da relação entre a intensidade da carga aplicada, e a área da secção transversal da peça.
F
SENAI - CIMATEC11
� Onde: σ - tensão normal [Pa]
F - força normal ou axial [N]
A - área da secção transversal da peça [m²]
A
F=σ
Esforços Internos - Tração e Compressão
Tensão Normal
� A unidade de tensão no SI é o Pascal [Pa].
� 1 Pascal = 1 N/m²
SENAI - CIMATEC12
Fonte: Melconian
Esforços Internos - Tração e Compressão
Tensão Normal
� Professor, eu tenho uma dúvida...
� Tensão é a mesma coisa que pressão?
SENAI - CIMATEC13
� Resposta:
� Pressão = Força / Área
� Tensão = Força Normal / Área da seção Transversal
Fonte: GE.com
Esforços Internos - Tração e Compressão
Resposta:� Pressão = Força / Área [N/m²]
� Tensão = Força Normal / Área da seção Transversal [N/m²]
SENAI - CIMATEC14
� Quem é o Coreano, Chinês e Japonês na foto acima?Fonte: Japonês em PA
Esforços Internos - Tração e Compressão
Resposta:
� Se as bandeiras estiverem certas...
SENAI - CIMATEC15
Fonte: Japonês em PA
Esforços Internos - Tração e Compressão
Lei de Hooke
� Após uma série de experiências Hooke, constatou que uma série de materiais, quando submetidos à ação de carga normal, sofre variação na sua dimensão linear inicial, bem como na área da
SENAI - CIMATEC16
linear inicial, bem como na área da secção transversal inicial.
Fonte: Wikipedia / Marvel
Esforços Internos – Lei de HookeLei de Hooke – Alongamento ∆l
� Ao fenômeno da variação linear, Hooke denominou alongamento, constatando que:
� quanto maior a carga normal aplicada, e o comprimento inicial da peça, maior o alongamento, e que,
� quanto maior a área da secção transversal e a rigidez do material, medido através do seu módulo de elasticidade, menor o alongamento, resultando daí a equação:
SENAI - CIMATEC17
resultando daí a equação:
� Onde: ∆l = alongamento da peça [m]
l = comprimento inicial da peça [m]
E = módulo de elasticidade do material [Pa]
E
ll
EA
lFl
⋅=∆
⋅
⋅=∆
σou
Esforços Internos - Lei de Hooke
Lei de Hooke – Alongamento ∆l
SENAI - CIMATEC18
Esforços Internos - Lei de Hooke
Lei de Hooke – Deformação longitudinal ε
� Consiste na deformação que ocorre em uma unidade de comprimento (u.c) de uma peça submetida à ação de carga axial.
� Sendo definida através das relações:
SENAI - CIMATEC19
� Onde ε - deformação longitudinal adimensional (não possui unidade, eba! Eu posso esquecer na prova!)
El
l σε =
∆=
Esforços Internos - Lei de Hooke
Lei de Hooke – Deformação transversal εt
� Determina-se através do produto entre a deformação unitária (ε ) e o coeficiente de Poisson (ν ) .
SENAI - CIMATEC20
� Onde: ε - deformação longitudinal adimensional
ν - coeficiente de Poisson adimensional
ενε ⋅−=t
Esforços Internos - Tração e Compressão
Lei de Hooke – Deformação transversal εt
SENAI - CIMATEC21
Esforços Internos - Tração e Compressão
SENAI - CIMATEC22
Referências
� MELCONIAN, Sarkis. Mecânica Técnica e Resistência dos Materiais, 17ª Edição.
SENAI - CIMATEC23