49
APLICAÇÃO DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Análise de Tensões e Carregamentos

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS - edaet.usuarios.rdc.puc-rio.bredaet.usuarios.rdc.puc-rio.br/AET2-Anal_Tensoes.pdf · Introdução Variações percentuais do comprimento (alongamento ou

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APLICAÇÃO DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

Análise de Tensões e Carregamentos

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Introdução Variações percentuais do comprimento (alongamento ou encurtamento) de elementos

de um componente são chamadas de deformações longitudinais. Estas variações

são ocasionadas pelos carregamentos que atuam sobre os componentes.

t P

Li

L

Li

LiLf

Deformação longitudinal de um

elemento da superfície do

componente

Comprimento de um elemento arbitrário

inscrito na superfície do componente

antes deste sofrer o carregamento P

Comprimento inicial = Li

O elemento é alongado após a

aplicação do carregamneto P

Comprimento final = Lf

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sx

sz

sy

tyx

txz

txy

tyz tzy tzx

Y

X

Z

O paralelepípedo ou volume elementar e a representação

do estado de tensão no ponto

zyzxz

yzyxy

xzxyx

stt

tst

tts

s

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O paralelepípedo ou volume elementar e a representação

do estado de tensão no ponto

A

PAPdAPF xx

A

xx sss 0.0.0

000

000

00A

Pxs

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O paralelepípedo ou volume elementar e a representação do

estado de tensão no ponto

t

tt

s

ss

22

cos..0cos

1...0..0

2cos12

cos.0cos

1..cos.0.cos.0

''''''''

2

'''''

senA

Psen

A

PAsenPdAsenPF

A

P

A

PAPdAPF

yxyx

A

xyxy

xx

A

xxx

t

s

22

cos..

2cos12

.

''

2

'

senA

Psen

A

P

A

Psen

A

P

xy

y

000

02cos12

22

022

2cos12

'''

'''

st

ts

A

Psen

A

P

senA

P

A

P

yxy

yxxDa mesma forma:

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sc

p

dq/2

sc

D=r/2

r0

ri p

t

X

D

l

sc

sl

p

X

t

Dp

t

tDpltltDpF ccc

2

.

2

20...2.2.0

ss

t

Dpld

Dp

dsenltF ccr

.2

...

2.

2....20 sq

qs

t

pD

D

tt

D

tpD

ll4

14

21

2

ss

t

pDl

2s

l

r

c

p

t

Dp

s

s

s

00

00

002

.

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Y

O paralelepípedo elementar – tensões principais

sx

sz

sy

tyx

txz

txy

tyz tzy tzx

Y

X

Z

zyzxz

yzyxy

xzxyx

stt

tst

tts

s

3

2

1

00

00

00

s

s

s

s

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.

3

.2

0..

321

222

3

222

2

1

32

2

1

3

principaistensõesasouvaloresautoossãoque

raízestemticocaracteríspolinômioouEquação

I

I

I

III

xyzxzyzyxzyxzyx

zyxzxyyzxzyx

zyx

sss

tstststttsss

tttssssss

sss

sss

z

y

x

zzyyzxxz

zzyyyxxy

zzxyyxxx

v

v

v

v

v.v.v.

v.v.v.

v.v.v.

vdeaçãominDeter

principaistensõesdasumacadaatuamondeplanosossão

:incipaisPrPlanos

1

1

1

1

1111

1111

1111

1

0

0

0

sstt

tsst

ttss

X

Z

Y

3

2

1

00

00

00

s

s

s

s

zyzxz

yzyxy

xzxyx

stt

tst

tts

s

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Análise de Tensões 3D

Estado tridimensional de tensões

Cálculo das tensões e planos principais

Cálculo das tensões normal e tangencial num plano qualquer

dado pela sua normal n

My documents/MathCad/Solutions/Análise de

Tensões

1- Definição do Estado de T ensão: tensor das tensões

sx 60 sy 120 sz 10 txy 40 txz 50 tyz 60

T

sx

txy

txz

txy

sy

tyz

txz

tyz

sz

T

60

40

50

40

120

60

50

60

10

2- Definição do plano a partir de sua normal n com relação aos eixos coordenados x,y,z e

cálculo da tensão total Sn e das componentes normal sn e tangencial ao plano tn

nx1

4 ny

1

2 nz 1 nx

2 ny

2 nz 0.829

n

nx

ny

nz

Sn T n Sn

76.458

20.251

25.792

ModSn Sn Sn

ModSn 83.193 snSn

ModSn

sn

0.919

0.243

0.31

cosA sn n

cosA 0.094

sn Sn n tn Sn Sn sn2

sn 7.855 tn 82.821

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3- Cálculo das tensões e planos principais através de auto-valores e auto-vetores do tensor

das tensões

D eigenvals T( ) V eigenvecs T( )

D

64.023

85.25

148.773

V

0.447

0.364

0.817

0.854

0.1

0.511

0.268

0.926

0.266

OBS: A coluna n da matriz do autovetor corresponde ao enésimo auto valor dado na

matriz dos autovalores

4- Cálculo das tensões principais através da solução da equação correspondente ao

determinante característico.

Cálculo dos invariantes I1, I2, e I3, e estabelecimento da equação característica:

I1 sx sy sz I1 170

I2 sx sy sx sz sy sz txy2

txz2

tyz2

I2 2.3 103

I3 sx sy sz 2 txy txz tyz sx tyz2

sy txz2

sz txy2

I3 8.12 105

F s( ) s3

I1 s2

I2 s I3

Resolvendo a equação característica através de um dos dois algoritmos do MatCAD tem-se:

v F s( ) coeffs s

812000

2300

170

1

r polyroots v( ) r

64.023

85.25

148.773

rT

64.023 85.25 148.773( )

I

I3

I2

I1

1

rr polyroots I( ) rr

64.02

85.25

148.77

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Y

X

Z

sx

txz tzx

sx

Q T M

Exemplo:

Tensões que atuam no

paralelepípedo

elementar

representativo de um

ponto material de um

eixo de um redutor que

transmite 10 hp. Tem-

se que:

sx =305 MPa

txz =105 MPa

ZYX ,,00105

000

1050305

s

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1- Definição do Estado de T ensão: tensor das tensões

sx 305 sy 0 sz 0 txy 0 txz 150 tyz 0

s

sx

txy

txz

txy

sy

tyz

txz

tyz

sz

s

305

0

150

0

0

0

150

0

0

2- Cálculo das tensões e planos principais através de auto-valores e auto-vetores do tensor dastensões

D eigenvalss( ) V eigenvecss( )

D

366.407

61.407

0

V

0.925

0

0.379

0.379

0

0.925

0

1

0

OBS: A coluna n da matriz do autovetor corresponde ao enésimo auto valor dado na matrizdos autovalores

3- Cálculo das tensões principais através da solução da equação correspondente aodeterminante característico.

Cálculo dos invariantes I1, I2, e I3, e estabelecimento da equação característica:

I1 sx sy sz I1 305

I2 sx sy sx sz sy sz txy2

txz2

tyz2

I2 2.25 104

I3 sx sy sz 2 txy txz tyz sx tyz2

sy txz2

sz txy2

I3 0

F Ps( ) Ps3

I1 Ps2

I2 Ps I3

Resolvendo a equação característica através de um dos dois algoritmos do MatCAD tem-se:

v F Ps( ) coeffs Ps

0

22500

305

1

r polyrootsv( ) r

61.407

0

366.407

rT

61.407 0 366.407( )

I

I3

I2

I1

1

rr polyrootsI( ) rr

61.41

0

366.41

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sx

sz

sy

tyx

txz

txy

tyz tzy tzx

Y

X

Z

sx

sy

tyx txy

Y

X

Z

sy

Estado

Uniaxial

sy

Y

X

Z

sy

sy

Estado

Biaxial

Y

X

sy

tyx

tyx

txy

txy

sx

sx

Estado

Uniaxial

Y

X

sy

Estado

Biaxial

Estado Triaxial

Estados de Tensão: triaxial e casos particulares

A Res. Mat. tem como

funções definir e analisar

os estados de tensão para

os pontos (críticos) dos

componentes estruturais.

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sx= s1 P P

sx= s1

X

Tensões em componentes prismáticos sob esforço normal

H.BA,D

A

A

P

4

2

s

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sx= s1

M

M

sx= s1

X

Y

y

Z

Tensões em componentes prismáticos sob momento fletor

1264

34 H.BI,

DI

I

y.M

s

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Q

Q

txy

X

Y

y

Z

Tensões em componentes prismáticos sob esforço cortante

perfiltiposeçãoA

Q

gulartanreseçãoA.

Q.

circularseçãoA.

Q.

estáticomomentoME,D

I

B.I

ME.Q

alma

t

t

t

t

2

3

3

4

64

4

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T

X

Y

Z

r

txa

X

a

txa

txa

tax

tax

Tensões em componentes prismáticos sob momento torçor

3232

440

4iDD

J,D

J

J

r.T

t

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X

r

sl

X

C

Tensões em componentes tubulares sob pressão interna

t

D.p

t

D.p

l

c

4

2

s

s

sc

sl

sc

p

D

t

Exemplo: vaso de pressão

com costado cilíndrico de

paredes finas. Tensões

atuantes em ponto da

superfície externa do

vaso, longe dos tampos

de fechamento localizados

nas suas extremidades

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CRITÉRIOS DE RESISTÊNCIA CONTRA O

ESCOAMENTO

• Os critérios de resistência procuram prever se

uma estrutura poderá falhar através da

comparação entre suas variáveis de solicitação

e resistência.

• Para solicitações estáticas e falhas por

escoamento, um critério de resistência

procurará prever se haverá escoamento num

dado ponto da estrutura.

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CRITÉRIOS DE RESISTÊNCIA CONTRA O

ESCOAMENTO

s3

s1

s2

seq

s1= Sy

s

Sy

CASO 3-D

CASO 1-D

equivalente

CASO 1-D

ensaio Mises Tresca Normal Max. Coulomb-Mohr

seq= Sy

Convenção:

Representação tri-axial:

321 sss

Representação bi-axial:

0

III

III

s

ss

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Freire, PUC-Rio, UPB

Dezembro 2009

Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2010

Freire, PUC-Rio, UPB

Fevereiro 2011 Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2011

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Freire, PUC-Rio, UPB

Dezembro 2009

Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2010

Freire, PUC-Rio, UPB

Fevereiro 2011 Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2011

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Critério de Tresca ou da Máxima Tensão

Cisalhante

Ocorrerá escoamento se a tensão cisalhante máxima que atua no estado

triaxial de tensão do ponto crítico da estrutura for igual ou maior que a

tensão cisalhante máxima que atua nos pontos do corpo de prova do

ensaio uniaxial de tração no instante do escoamento.

yeq

y

ENSAIOD

S

S

31

max

31

3max22

sss

tss

t

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Critério de Mises ou da Máxima Energia de

Distorção

Ocorrerá escoamento se a energia de distorção que atua no estado triaxial

de tensão do ponto crítico da estrutura for igual ou maior que a energia de

distorção que atua nos pontos do corpo de prova do ensaio uniaxial de

tração no instante do escoamento.

yeq

yDD

S

SE

EDE

ED

323121

2

3

2

2

2

1

'

2

1

2

32

2

31

2

21

3

...

..3

1

2.

.3

1

sssssssssss

ssssss

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SOLICITAÇÕES E TENSÕES EM DUTOS

Pressão interna, p:

e, considerando-se um tubo

com tampos,

enterrado,

Momento fletor, M:

Momento torçor, T:

Esforço normal, N:

Esforço cortante, Q:

t

Dpc

.2

.s

t

Dpl

.4

.s

tD

M

I

cMl

..

.4.2

s

tD

N

A

Nl

..s

tD

Q

A

Qlc

..t

t

Dpl

.2

..s

l

r c

Freire, PUC-Rio, UPB

Fevereiro 2011 Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2011

tD

T

J

rTlc

..

.2.2

t

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T P

M

p

Um tubo para duto constituído de material API 5L

X70 tem diâmetro 18” e espessura ½”.

Determinar, segundo o critério da energia de

distorção, a possibilidade de ocorrer escoamento

nos pontos mais solicitados do tubo se ele estiver

submetido:

a) ao esforço trativo P = 106 N

b) à pressão interna p = 10 MPa (considerar o

tubo fechado)

c) ao momento fletor M = 108 Nmm

d) ao momento torçor T = 2 x 108 Nmm

e) Ao esforço cortante Q = ½ 106 N

f) à combinação dos esforços acima

Q

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Um tubo para duto constituído de material

API 5L X70 tem diâmetro 18” e espessura

½”. Determinar, segundo o critério da

energia de distorção, a possibilidade de

ocorrer escoamento nos pontos mais

solicitados do tubo se ele estiver

submetido:

a) ao esforço trativo P = 106 N

b) à pressão interna p = 10 MPa

(considerar o tubo fechado)

c) ao momento fletor M = 108 Nmm

d) ao momento torçor T = 2 x 108 Nmm

e) ao esforço cortante Q = ½ 106 N

f) à combinação dos esforços acima

T P

M

p Q

Sy 70 6.89 Sy 482.3

P 106

Q 10( )6 1

2 p 10 M 10

8 T 2 10

8

D 18 25.4 D 457.2 t1

225.4 t 12.7

1) sPP

4D

2D 2t( )

2

sP 56.386 FSPSy

sP FSP 8.553

2) spc pD

2t spc 180 FSp

Sy

spc FSp 2.679

por T resca

spl pD

4t spl 90

3) sM

MD

2

64D

4D 2t( )

4

sM 52.149 FSMSy

sM FSM 9.249

4)tT

TD

2

32D

4D 2t( )

4

tT 52.149 FSTSy

tT 3 FST 5.34

5)tQ

4

3Q

4D

2D 2t( )

2

tQ 37.591FSQ

Sy

tQ 3 FSQ 7.408

6) smisesA sP spl( )2

spc2

sP spl( ) spc 3 tT tQ( )2

smisesA 227.242 FSASy

smisesA FSA 2.122

smisesB sP sM spl( )2

spc2

sP sM spl( ) spc 3 tT( )2

smisesB 210.329 FSBSy

smisesB FSB 2.293

A

B

Q

M

p

. P T

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T P

M

p

Um tubo para duto constituído de material API 5L

X70 tem diâmetro 18” e espessura ½”.

Determinar, segundo o critério da energia de

distorção, a possibilidade de ocorrer escoamento

nos pontos mais solicitados do tubo se ele estiver

submetido:

a) ao esforço trativo P = 106 N

b) à pressão interna p = 10 MPa (considerar o

tubo fechado)

c) ao momento fletor M = 108 Nmm

d) ao momento torçor T = 2 x 108 Nmm

e) Ao esforço cortante Q = ½ 106 N

f) à combinação dos esforços acima

Q

P 106

Q 10( )6 1

2 M 10

8 T 2 10

8

D 18 25.4 D 457.2 t1

225.4 t 12.7

1) sPP

4D

2D 2t( )

2

sP 56.386 sP2P

D t sP2 54.82

3) sM

MD

2

64D

4D 2t( )

4

sM 52.149 sM24M

D2t

sM2 47.962

4) tT

TD

2

32D

4D 2t( )

4

tT 52.149 tT 22T

D2

t

tT 2 47.962

5)

tQ

4

3Q

4D

2D 2t( )

2

tQ 37.591 tQ2

4

3Q

D t tQ2 36.547

Fórmulas aproximadas ….

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Fórmulas elementares para os estados planos

Estado plano de tensões: as tensões paralelas a uma determinada

direção são nulas. Pode ser representado através do paralelepípedo

elementar projetado no plano onde as tensões são nulas (que, por

exemplo, pode corresponder à superfície livre de um componente

estrutural).

Estado plano de deformações: as deformações atuantes numa

determinada direção são nulas.

Y

X

tyx

txy

Estado

Plano

sy

tyx

txy

sx sx

sx

sy

tyx txy

Y

X

Z

sy

Estado

Plano

sy

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Estado plano de tensões: através do equilíbrio do prisma

elementar as tensões que atuam num plano de topo a Z

podem ser definidas

Y

X tyx

txy

sy

sx

tn + sn +

n

Y

X

Z

sy

n

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Estado plano de tensões: através do equilíbrio do prisma

elementar as tensões que atuam num plano de topo a Z

podem ser definidas

sx

Y

X

tyx

txy

Estado

Plano

sy

tyx

txy sx

sy Y

X tyx

txy

sy

sx

tn + sn +

n

0

0

2

F

F

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0

0

42

1

2

222

0

2222

0

321

22

2

IIIIIIIII

IIIIII

xyyxyx

II,I

xyyx

xyyxyx

quepara

:quesetemaindasdeformaçõedeplanoestadoopara

ntetriaxialmedorepresentaplanoestadooparaconvenção

e

tensõesdeplanoestadooparaconvençãoeprincipaistensões

cossenF

sencosF

sss

sss

sss

tssss

s

tss

t

tssss

s

X

sx

sn +

n

tn +

Y

tyx sy

txy

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Estado Plano de Tensões

Dadas as tensões atuantes em planos ortogonais x e y, calcular:

- as tensões principais s I e s II

- a tensão cisalhante máxima tmax = t

- a tensão de von Mises

- os coeficientes de segurança contra o escoamento

- as deformações

My documents/MathCad/Solutions/Estado Plano

1-Dados de entrada

sx 20 106

sy 100 106

txy 110 106

Sy 400 106

E 200 109

0.3

2-Fórmulas para o estado plano de tensões

sMises sx2

sy2

sx sy 3txy2

tmaxIeII1

2sx sy( )

24 txy

2

sIsx sy

2tmaxIeII sII

sx sy

2tmaxIeII sIII 0

tmax maxsI sII

2

sIII sII

2

sI sIII

2

x1

Esx sy( ) y

1

Esy sx( ) z

Esx sy( ) xy

txy

E2 1 ( )

rad1

2atan 2

txy

sx sy

graus rad180

I1

EsI sII( ) II

1

EsII sI( )

FSMisesSy

sMises FStmax

Sy

2tmax

3- Resultados

sMises 2.207 108

tmax 1.253 108

sI 1.653 108

sII 8.53 107

sIII 0

x 2.5 104

y 5.3 104

xy 1.43 103

z 1.2 104

I 9.544 104

II 6.744 104

rad 0.536 graus 30.695

FSMises 1.813 FStmax 1.596

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Freire, PUC-Rio, UPB

Dezembro 2009

Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2010

Freire, PUC-Rio, UPB

Fevereiro 2011 Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2011

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Freire, PUC-Rio, UPB

Dezembro 2009

Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2010

Freire, PUC-Rio, UPB

Fevereiro 2011 Freire, PUC-Rio, UPB

Setembro 2011

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Sy = 250 MPa, aço A36

Su = 400 MPa, aço A36

s

E = Aços (200 GPa), Alumínio (70 GPa)

Relações entre Tensões e Deformações

Regime elástico: deformações

elásticas >> pláticas

Regime elasto-plástico:

deformações elásticas e plásticas

com a mesma ordem de grandeza

Regime plástico: deformações

plásticas >> elásticas

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Relações entre Tensões e Deformações

s

p e

t

Deformação total

Deformação elástica

Deformação plástica

P P

sx= s1= P/A

X

x= s1/E

no regime élástico e linear

A partir do Ensaio de Tração relações

entre tensões e deformações podem ser

estabelecidas.

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zx

xy

xx

E

E

UniaxialCaso

s

s

sx= s1 P P

sx= s1

X

Y

Z

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0IIIz

IIIII

IIII

yxy

yxx

EE

EE

tambéme

EE

EE

BiaxialCaso

ss

ss

s

s

ss

s

s

sx

sy

x

y

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xyIII

xyxyxy

y

x

GE

PurotoCisalhamen

ocorreondeBiaxialCaso

tss

tt

12

0

0

T X

Y

Z

r

txa

X

a

txa

txa

tax

tax

I

II

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IIIIIIIII

III

yxI

yxyxyx

II,I

E

se

E

GeralBiaxialCaso

ss

s

s

1

0

2900

21

1

12

450

245

2

sx

sy tyx txy

Y

X

Z

sy

Roseta para determinar

deformações em Estado

Biaxial Geral

X

Y 45

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GE

PurotoCisalhamen

EE

EE

BiaxialCaso

E

E

UniaxialCaso

xyxyxy

yxy

yxx

xxy

xx

tt

ss

s

s

s

s

12

GE

GE

GE

E

E

E

GeralCaso

zyzyzy

xzxzxz

xyxyxy

xyzz

zxyy

zyxx

tt

tt

tt

sss

sss

sss

12

12

12

1

1

1

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Os Extensômetros de Resistência Elétrica, EREs, medem somente encurtamentos ou alongamentos

nas direções dos seus fios paralelos. Assim, a mudança ou distorção do ângulo reto xy é avaliada a

partir das medições lineares determinadas para três direções independentes que passem pelo ponto,

por exemplo, x, y e .

Assim, para a determinação das deformações principais que atuam num ponto da superfície de um

corpo são necessárias três informações independentes que são conseguidas com a instalação de uma

roseta composta por três extensômetros, comumente posicionados a 0, 45 e 900.

2900

22

22

1

2

2

4522

45222

45

22

222

24

2

1

2

450

45

245

2

45

45

0

2

2

yx

yx

yxII,I

III

yxyxyx

II,I

yxxy

xyyxyx

xyyxyx

xyyx

yxII,I

seI

.tg

.

.

.sen.cos

sencos

X

Y

P

450

Definição do estado de deformação através de três ERES

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My documents/MathCad/Solutions/RosetaAnálise de Deformações e Tensões

para Rosetas Triplas

Entrar com deformações em , módulo de elasticidade em GPa

Determina deformações em e tensões em PaOBS: Para rosetas duplas, considerando x e y como eixos ortogonais, entrar com 45 igual ao valor médio das

deformações atuantes em x e y

x 100 106

y 500 106

45 950 106

E 200 109

0.3

Ix y

2

1

2x y( )

2x y 2 45( )

2

xy x y 2 45( )II

x y

2

1

2x y( )

2x y 2 45( )

2

txyE xy

2 1 ( )

sxE

1 2

x y( )

Ângulo Principal

syE

1 2

y x( )

d atan2 45 x y( )

x y

sIE

1 2

I II( )

radd

2 graus

d

2

180

sIIE

1 2

II I( ) graus deve ser medido positivamente a partir

do eixo x e será:

I no primeiro quadrante se 45 menor que a

I no segundo quadrante se 45 maior que aTensões nos planos x e y

sx 5.495 107

sy 1.165 108

ax y

2

45 9.5 104

a 3 104

txy 1 10

8

Deformações e Tensões Principais rad 0.636 graus 36.449

I 9.801 104

II 3.801 104

sI 1.903 108

sII 1.891 107

Notar que uma tensão principal é zero e que as tensões pricipais deverão ser renomeadas para algarismosarábicos

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X

σ x=250MPa

α=300 +

σ α +

n α

σα +

Y

τyx=200MPa

σ y=150MPa

τxy Figura

O estado de tensão num ponto de uma placa de aço

está mostrado na Figura. Determine a tensão normal no plano α e a deformação normal ao longo da direção α.

)30.0,200( GPaE

1-Dados de entrada

sx 250 106

sy 150 106

txy 200 106

E 200 109

0.3

30

180 0.524 cos ( ) 0.866 sin ( ) 0.5

2-Fórmulas para o estado plano de tensões

ssx sy

2

sx sy

2cos 2( ) txy sin 2( ) s 3.982 10

8

tsx sy

2 sin 2( ) txy cos 2( ) t 5.67 10

7

s ortsx sy

2

sx sy

2cos 2

2

txy sin 2

2

s ort 1.795 106

Lembrar que: A sx sy A 4 108

B s s ort B 4 108

sIsx sy

2

1

2sx sy( )

24txy

2 sI 4.062 10

8

sIIsx sy

2

1

2sx sy( )

24txy

2 sII 6.155 10

6 sIII 0

x1

Esx sy( ) y

1

Esy sx( ) z

Esx sy( ) xy

txy

E2 1 ( )

1

Es s ort( ) 1.988 10

3

rad1

2atan 2

txy

sx sy

graus rad180

I1

EsI sII( ) II

1

EsII sI( ) I 2.04 10

3 II 6.4 10

4

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Estado Plano de Tensões

Dadas as tensões atuantes em planos ortogonais x e y, calcular:

- as tensões principais s I e s II

- a tensão cisalhante máxima tmax = t

- a tensão de von Mises

- os coeficientes de segurança contra o escoamento

- as deformações

My documents/MathCad/Solutions/Estado Plano

1-Dados de entrada

sx 20 106

sy 100 106

txy 110 106

Sy 400 106

E 200 109

0.3

2-Fórmulas para o estado plano de tensões

sMises sx2

sy2

sx sy 3txy2

tmaxIeII1

2sx sy( )

24 txy

2

sIsx sy

2tmaxIeII sII

sx sy

2tmaxIeII sIII 0

tmax maxsI sII

2

sIII sII

2

sI sIII

2

x1

Esx sy( ) y

1

Esy sx( ) z

Esx sy( ) xy

txy

E2 1 ( )

rad1

2atan 2

txy

sx sy

graus rad180

I1

EsI sII( ) II

1

EsII sI( )

FSMisesSy

sMises FStmax

Sy

2tmax

3- Resultados

sMises 2.207 108

tmax 1.253 108

sI 1.653 108

sII 8.53 107

sIII 0

x 2.5 104

y 5.3 104

xy 1.43 103

z 1.2 104

I 9.544 104

II 6.744 104

rad 0.536 graus 30.695

FSMises 1.813 FStmax 1.596

X

σ x=250MPa

α=300

+

σ α +

n α

σα +

Y

τyx=200MPa

σ y=150MPa

τxy Figura

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Equações da Elasticidade

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