SUMÃRIO

Prefácio, V

Agradecimentos, VII

1 - Introdução, 11.1 As Fases de Projetos, 11.2 Reconhecimento e Identificação, 21.3 O Modelo Matemático, 3IA Avaliação e Apresentação, 41.5 Fatores de Projeto, 51.6 Resistência, 61.7 Aspectos Econômicos, 91.8 Sistemas de Unidades, 131.9 Sistemas de Unidades Inglesas, 141.10 Sistema Internacional de Unidades, 151.11 Regras para o Emprego das Unidades do SI, 161.12 Precisão e Arredondamento de Números, 181.13 Conversão de Unidades, 20

2 - Análise de Tensões, 222.1 Tensões, 222.2 Círculo de Mohr, 232.3 Círculo de Mohr para Tensões Tridimensionais, 28204 Tensão Uniforme, 292.5 Deformação Elástica, 292.6 Relações entre Tensão e Deformação, 312.7 Momento Fletor e Esforço Cortante em Vigas, 322.8 Funções de Singularidade, 352.9 Tensões Normais na Flexão , 382.10 Vigas com Seções Assimétricas, 422.l1 Tensões Cisalhantes na Flexão, 432.12 Fluxo de Cisalhamento, 512.13 Torção, 532.14 Cilindros de Parede Fina, 55

x I SUMÁRIO

2.15 Tensões em Cilindros de Parede Grossa, 552.16 Ajustagem Forçada e Fretagem, 592.17 Tensões e Deformações Térmicas, 622.18 Vigas Curvas, 642.19 Tensões de Contato, de Hertz, 69

3 - Análise de Deflexões, 883.1 - Rigidez de Molas, 883.2 - Tração , Compressão e Torção Simples, 903.3 - Deflexão em Vigas, 913.4 Cálculo das Deflexões, Usando-se Funções Singulares, 933.5 Método da Superposição, 963.6 Método da Integração Gráfica, 973.7 Energia de Deformação, 993.8 Teorema de Castigliano, 1023.9 Deflexão de Peças Curvas, 1053.10 Teoria da Flambagem, 1063.11 Projeto de Coluna, 1103.12 Fórmula da Secante, 112

4 - Considerações Estatísticas no Projeto, 1234.1 Permutações, Arranjos e Combinações, 1234.2 Probabilidade, 1264.3 Teoremas de Probabilidade, 1284.4 Variáveis Aleatórias, 1324.5 Amostra e População, 1344.6 A Distribuição Normal, 1384.7 Distribuições de Amostra, 1404.8 Combinações de Populações, 1444.9 Dimensionamento - Definições, 1454.10 Análise Estatística de Tolerância, 146

5 - Resistência de Elementos Mecânicos, 1515.1 - Algumas Notas Sobre Resistência, 1515.2 - Dutilidade e Dureza, 1525.3 - Propriedades Mecânicas, 1535.4 - Teoria da Tensão Normal Máxima, 1555.5 - Teoria da Tensão Cisalhante Máxima, 1575.6 Teoria d a Energia de Distorção, 1585.7 Falha de Materiais Dúteis com Cargas Estáticas, 1615.8 Falha de Materiais Frágeis com Cargas Estáticas, 1625.9 Fadiga, 1655.10 Resistência à Fadiga e Limite de Resistência à Fadiga, 1665.11 Resistência à Fadiga para Vida Finita, 1705.12 Fadiga Acumulativa, 1725.13 Fatores Modificadores do Limite de Resistência à Fadiga, 1755.14 Acabamento Superficial, 176

5.l5 Dimensões da Peça, 1765.l6 Confiabilidade,l775.17 Temperatura, 1805.18 Concentração de Tensões, 1805.19 Efeitos Diversos, 1835.20 Tensões Flutuantes, 1865.21 Resistência à Fadiga sob Tensões Variáveis, 1875.22 Resistência à fadiga na Torção, 1925.23 Falha por Fadiga Devido a Tensões Combinadas, 1945.24 Resistência Superficial, 197

6 - Uniões por Parafusos, 2096.1 - Padrões de Roscas e Definições, 2106.2 - Parafuso de Potência, 2116.3 Tensão nos Filetes da Rosca, 2196.4 União por Parafusos, 2206.5 Pré-Carregamento dos Parafusos, 2226.6 Montagem - Torque, 2266.7 Resistência de Parafusos e Pré-Carregamento, 2296.8 Seleção da Porca, 2336.9 Fadiga, 2346.10 Cisalhamento,2386.11 Centróide de Grupos de Parafusos, 2406.l2 Carregamento Excêntrico, 2416.13 Chavetas, Cavilhas e Anéis de Retenção, 244

7 Molas, 2557.1 Tensões em Molas Helicoidais, 2557.2 Deflexão de Molas Helicoidais, 2587.3 Molas de Traçao, 2607.4 Molas de Compressão, 2617.5 Materiais para Molas, 2627.6 Fadiga, 2647.7 Molas Helicoidais de Torção, 2677.8 Molas Belleville, 2697.9 Ou tros Tipos de Molas, 2707.1O Freqüência Crítica de Molas Helicoidais, 2727.11 Capacidade de Armazenar Energia, 272

8 - Eixos e Árvores, 2788.1 Introdução, 2788.2 Projeto para Cargas Estáticas, 2798.3 Flexão Alternada e Torção Constante, 2798.4 Diagrama de Soderberg, 2808.5 Caso Geral de Tensões Biaxiais, 2858.6 A Teoria de Sines, 2868.7 A Teoria de Kececioglu, 2888.8 Fórmulas para os Fatores de Concentração de Tensões, 290

SUMÃRIO I XI

XII I SUMARIO

Apêndice: Tabelas, 301

Respostas de problemas selecionados, 296

A.I Prefixos do Sistema Internacional de Unidades, 301A.2 Conversão de Unidades Inglesas para Unidades, 302A.3 Conversão de Unidades SI para Unidades Inglesas, 302AA Unidades do SI Preferidas para Tensão de Flexão a = Mel! e Tensão de Torção 1

= TrfJ, 302A.5 Unidades SI Preferidas para Tensão Axial a = FIA e Tensão de Cisalhamento 1

= FIA, 303A.6 Unidades SI Preferidas para Deflexão de Vigas y = f(FP lEI) ou y = f( wt lEI), 303A.7 Constantes Físicas de Materiais, 303 'A.8 Propriedades de Perfis Estru turais - Cantoneiras de Abas Iguais - Padrão Americana, 304A.9 Propriedades de Perfis Estruturais - Cantoneiras de Abas Desiguais - Padrão Arneri-

cano, 305A.1O Propriedades de Tubos Redondos, 305A.II Propriedades de Perfis Estruturais - Perfil [ - Padrão Americano, 306A.I2 Esforço Cortante, Momento Fletor e Deflexão de Vigas, 307A.l3 Ordenadas da Curva de Distribuição Normal, 315A.I4 Áreas Subentendidas pela Curva de Distribuição Normal, 316A.I5 Alfabeto Grego, 317A.I6 Tubo s - Padrão Americano, 317A.I7 Propriedades Mecânicas de Aços, 318A.I8 Propriedades Mecânicas de Ligas de Alumínio Forjadas, 319A.I9 Propriedades Mecânicas de Ligas de Alumínio Fundidas, 320A.20 Propriedades Típicas do Ferro Fundido Cinzento, 320A.21 Propriedades Típicas de Algumas Ligas de Cobre, 321A.22 Propriedades Mecânicas Típicas de Aços Inoxidáveis Forjados, 322A.23 Propriedades Típicas de Ligas de Magnésio, 323A.24 Equivalentes Decimais de Bitolas, de Arames e de Chapas de Aço, 323A.25 Fatores Teóricos de Concentração de Tensões, kt, 325A.26 Parafuso de Cabeça Cilíndrica e Arredondada, com Fenda (Reprodução parcial da

ABNT·P.PB-I67),332A.27 Parafuso Sextavado com Rosca Parcial - Acabamento Fino e Médio (Reprodução parcial

da ABNT-P-PB-54), 334A.28 Parafuso Sextavado (ASA B18.2 - 1952),336A.29 Porca Sextavada - Acabamento Grosso (Reprodução parcial da ABNT-PB44), 337A.30 Propriedades das Seções, 338A.3I Massa e Momentos de Inércia de Formas Geométricas, 339

Lista de Abreviaturas, 340

Índice de Autores, 341

Índice Remissivo, 343

SUMÃRIO I XIII

-------------VOLUME 2 -------------

Prefácio, V

Agradecimentos, VII

9 - Juntas Soldadas e Coladas, 3499.1 - Soldagem, 3499.2 - Soldas de Topo e Filetes, 3519.3 - Torção em Juntas Soldadas, 3549.4 - Flexão em Juntas Soldadas, 3589.5 - Resistência de Juntas Soldadas, 3599.6 - Solda por Resistência, 3639.7 - Juntas Coladas, 364

10 - Mancais de Rolamento, 36910.1 - Tipos de Mancais de Rolamento, 36910.2 - Vida do Rolamento, 37210.3 - Carga no Mancal, 37610.4 Seleção de Rolamentos de Esfera e de Rolos Cilíndricos, 37810.5 - Seleção de Rolamentos de Rolos Cônicos, 38310.6 - Lubrificação, 38710.7 - Invólucro, 38810.8 - Detalhes do Eixo e do Encaixe, 389

11 - Lubrificação e Mancais Radiais, 39711.1 - Tipos de Lubrificação, 39811.2 - Viscosidade, 39911.3 Lei de Petroff, 40 111.4 - Lubrificação Estável, 40311 .5 - Lubrificação com Película Espessa, 40311.6 - Teoria Hidrodinâmica, 40511.7 - Fatores de Projeto, 41011.8 - A Relação das Variáveis, 41111.9 - Considerações sobre Temperatura e Viscosidade, 42411.10 - Técnicas de Otimização, 42511.11 - Mancais Alimentados sob Pressão, 42611.12 - Equilíbrio Térmico, 43211.13 - Projeto de Mancal, 43411.14 - Tipos de Mancais, 43611.15 - Mancais de Escora, 43711.16 - Lubrificação Limite, 43911.17 - Materiais para Mancais, 43911.18 - Projeto de Mancais com Lubrificação Limite, 441

12 - Engrenagens Cilíndricas Retas, 44S12.1 - Nomenclatura, 44612.2 - Ação Conjugada, 447

XIV / SUMÃRIO

12.3 - Propriedades da Evolvente, 44812.4 Fundamentos, 44912.5 - Razão Frontal de Transmissão, 45612.6 - Interferência, 45712.7 - A Fabricação de Dentes de Engrenagens, 45912.8 Sistemas de Dentes, 462 .12.9 Trens de Engrenagens, 46412.10 Análise Cinética, 46712.11 Tensões no Dente, 47012.12 - Estimativa do Tamanho da Engrenagem, 47412.13 - Tensões de Fadiga nos Dentes, 47612.14 - Resistência à Flexão, 48112.15 - Fator de Segurança, 48412.16 - Durabilidade Superficial, 48512.17 - Resistência à Fadiga Superficial, 48812.18 - Dissipação de Calor, 48912.19 - Materiais de Engrenagens, 48912.20 - Projeto de Discos para Engrenagens, 49012.21 - Estrias Evolventais, 493

13 - Engrenagens Helicoidais, Cônicas e Parafusos Sem Fim, 50113.1 - Engrenagens Helicoidais Paralelas - Cinemática, 50113.2 - Engrenagens Helicoidais - Proporções dos Dentes, 50413.3 - Engrenagens Helicoidais - Análise das Forças, 50513.4 - Engrenagens Helicoidais - Análise da Resistência, 50813.5 - Engrenagens Helicoidais Esconsas, 51113.6 - Cinemática do Par de Coroa e Sem Fim, 51313.7 - Coroa e Sem Fim - Análise das Forças, 51513.8 - Capacidade do Par de Coroa e Sem Fim, 52313.9 - Engrenagens Cônicas de Dentes Retos - Cinemática, 52513.10 - Engrenagens Cônicas - Análise Cinética, 52713.11 - Engrenagens Cõnícas - Tensão de Flexão - Resistência à Flexão, 53113.12 - Engrenagens Cônicas - Durabilidade Superficial, 53313.13 - Engrenagens Cônicas Espirais, 533

14 - Embreagens, Freios e Acoplamentos, 54814.1 - Estática, 54914.2 - Freios e Embreagens Tipo Tambor com Sapatas Internas, 55014.3 - Freios e Embreagens Tipo Tambor com Sapatas Externas, 55914.4 - Embreagens e Freios de Cinta, 56214.5 - Embreagens de Contato Axial, 56414.6 - Embreagens e Freios Cônicos, 56614.7 - Embreagens e Acoplamentos de Tipos Diversos, 56914.8 - Materiais para Guarnições, 57014.9 - Considerações sobre Energia, 57014.10 - Dissipação de Calor, 572

SUMÁRIO I xv

15 - Elementos Flexíveis, 57915.1 Correias, 58015.2 Acionamento por Correias Chatas, 58115.3 Correias Trapezoidais, 58315.4 Transmissão por Corrente, 58815.5 Cabos de Acionamento, 59415.6 Cabos de Aço, 59415.7 Eixos Flexíveis, 598

16 - Métodos Numéricos em Sistemas Mecânicos, 60216.1 O Modelo Matemático, 60216.2 Sistemas Concentrados, 60316.3 Resposta Dinâmica de um Sistema Distribuído, 60316.4 Resposta Dinâmica de um Sistema de Parâmetros Concentrados, 60916.5 - Modelando as Elasticidades, 61316.6 - Modelando Massas e Inércias, 61916.7 - Modelando Atrito e Amortecimento, 62416.8 - Modelos Matemáticos para Análise de Impacto, 62516.9 Tensão e Deflexão Devido ao Impacto, 62716.10 Sistema de Cames, 63216.11 Uso da Calculadora Programável, 638

Respostas dos Problemas Selecionados, 651

Apêndice: Tabelas, 655A.1 Prefixos do Sistema Internacional de Unidades, 655A.2 Conversão de Unidades Inglesas para Unidades SI, 656A.3 Conversão de Unidades SI para Unidades Inglesas, 656A.4 Unidades do SI Preferidas para Tensão de Flexão a = Mel! e Tensão de Torção T =

= Trll, 656A.5 Unidades SI Preferidas para Tensão Axial a = FIA e Tensão de Cisalhamento T

= FIA, 657A.6 Unidades SI Preferidas para Deflexão de Vigasy = f(Fl3 lEI) ouy = f(w/4 lEI), 657A.7 Constantes Físicas de Materiais, 657A.8 Propriedades de Perfis Estruturais - Cantoneiras de Abas Iguais - Padrão America-

no,658A.9 Propriedades de Perfis Estruturais - Cantoneiras de Abas Desiguais - Padrão Ameri-

cano, 659A.10 Propriedades de Tubos Redondos, 659A.11 Propriedades de Perfis Estruturais - Seção [ - Padrão Americano, 660A.12 Esforço Cortante, Momento Fletor e Deflexão de Vigas, 661A.13 Ordenadas da Curva de Distribuição Normal, 669A.14 Áreas Subentendidas pela Curva de Distribuição Normal, 670A.15 Alfabeto Grego, 671A.16 Tubos - Padrão Americano, 671A.17 Propriedades Mecânicas dos Aços, 672A.18 Propriedades Mecânicas de Ligas de Alumínio Forjadas, 673

XVI I SUMÁRIO

A.19 Propriedades Mecânicas de Ligas de Alumínio Fundidas, 674A.20 Propriedades Típicas do Ferro Fundido Cinzento, 674A.21 Propriedades Típicas de Algumas Ligas de Cobre, 675A.22 Propriedades Mecânicas Típicas de Aços Inoxidáveis Forjados, 676A.23 Propriedades Típicas de Ligas de Magnésio, 677A.24 Equivalentes Decimais de Bitolas, de Arames e de Chapas de Aço (pol) , 677A.25 Fatores Teóricos de Concentração de Tensões, Kt, 679A.26 Parafuso de Cabeça Cilíndrica e Arredondada, com Fenda (Reprodução parcial da

ABNT-P-PB-167),686A.27 Parafuso Sextavado com Rosca Parcial - Acabamentos Fino e Médio (Reprodução

parcial da ABNT-P-PB-54), 68&A.28 Parafuso Sextavado (ASA B18.2 - 1952),690A.29 Porca Sextavada - Acabamento Grosso (Reprodução parcial da ABNT-PB-44), 691A.30 Propriedades das Seções, 692A.31 Massa e Momentos de Inércia de Formas Geométricas p = peso específico, peso/unidade

de volume, 693

Lista de Abreviaturas, 694

Indice de Autores, 695

Indice Remissivo, 697