Baixado 182 vezes
![Forças
A força é uma
grandeza Vetorial
Direção
Sentido
Intensidade
No sistema Internacional (SI) a força é expressa em Newton [N]
04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 14](https://image.slidesharecdn.com/aula02-conceitosbsicosderesistnciadosmateriais-171008200216/75/Aula-02-conceitos-basicos-de-resistencia-dos-materiais-14-2048.jpg)
Carregado porJuliano Aparecido de Oliveira
Aula 02 conceitos básicos de resistência dos materiais
O documento apresenta conceitos básicos de resistência dos materiais, incluindo tipos de forças, tensões, deformações, propriedades mecânicas de materiais e barras carregadas axialmente. É uma aula introdutória sobre os fundamentos da disciplina.
Aula 02 conceitos básicos de resistência dos materiais
- 1. Resistência dos Materiais II Aula2 - Conceitos Básicos de Resistência dos Materiais Prof. Me. Juliano Aparecido de Oliveira Engenharia Civil
- 2. Introdução a Resistênciados Materiais Resistência dos Materiais II – Aula 2 / Conceitos Básicos de Resistência dos Materiais Física Mecânica Estática Corpos Indeformáveis Independente das propriedades da matéria Resistência dos Materiais Corpos Deformáveis (Realidade) Suscetível a ruptura (Sob ação de Forças) 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 2
- 3. Introdução a Resistênciados Materiais Resistência dos Materiais II – Aula 2 / Conceitos Básicos de Resistência dos Materiais Resistência dos Materiais Estuda as mudanças ocasionadas no corpo pela ação de forças externas e internas. Estuda as propriedades (dimensão, forma e material) necessárias para o corpo resistir à ação dessas forças. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 3
- 4.
- 5. O que éTensão? 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 5
- 6. Tipos de Forças Tiposde Forças Forças Normais ou Axiais Forças Transversais 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 6
- 7. Forças Normais ouAxiais Tração Compressão 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 7
- 8. Forças Normais ouAxiais A carga tende a alongar o cabo no sentido axial da Força Tração 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 8
- 9. Forças Normais ouAxiais A carga tende a encurtar o pé da mesa no sentido axial da Força Compressão 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 9
- 10. Forças Transversais Flexão Cisalhamento Torção 04/08/2017 10:31Prof. Me. Juliano Oliveira 10
- 11. Forças Transversais Flexão A cargatende a modificar a viga no sentido transversal da Força 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 11
- 12. Forças Transversais Cisalhamento Quando duasforças paralelas e em sentidos opostos tendem a deslocar o pino 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 12
- 13. Forças Transversais A forçaé aplicado no sentido transversal da barra tende a girar as seções de uma peça, uma em relação às outras Torção 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 13
- 14. Forças A força éuma grandeza Vetorial Direção Sentido Intensidade No sistema Internacional (SI) a força é expressa em Newton [N] 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 14
- 15. Forças no PlanoCartesiano 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 15
- 16. Momento F = Forçaaplicada em um corpo Momento = o produto vetorial entre o vetor Força e o vetor distância. d =distância entre o ponto de aplicação desta força e um ponto qualquer P. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 16
- 17. Condições de equilíbrioestático Para um corpo em equilíbrio é necessário que o somatório das Forças atuantes e do Momento em relação a um ponto qualquer sejam nulos. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 17
- 18.
- 19. Tensão A direção datensão depende do tipo de força, ou seja da direção das cargas atuantes Tração, compressão e flexão ocorrem na direção perpendicular a seção de corte Tensão normal letra grega sigma (σ) Cisalhamento e Torção ocorrem na direção paralela a seção de corte Tensão transversal letra grega tau (τ) 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 19
- 20. Tensão Normal “σ” Forçaaplicada Unidades Relações Área da seção transversal de corte da peça 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 20
- 21. Tensão Transversal “τ” UnidadesRelações Força cortante Área paralela a seção transversal de corte da peça 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 21
- 22. Ensaio de tração DiagramaTensão x Deformação Equipamento para ensaio de tração Corpo de Prova A = Seção Inicial Lo = Comprimento Inicial F = Carga normal Principal Função Conhecer o comportamento dos materiais quando submetidos a carregamentos. No ensaio de tração, o CP é submetido a um carga normal “F”. A medida que este carregamento aumenta, pode ser observado um aumento na distância entre os pontos marcados e uma redução na área de seção transversal, até a ruptura do material. Como Funciona? A partir do gráfico e da amostra é possível obter uma série de propriedades 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 22
- 23. Ensaio de Compressão Diagramaσ x ε para mistura de concreto típica Tração Compressão 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 23
- 24. Como se definea deformação? Deformação Longitudinal ou Alongamento Deformação Transversal ou Estricção 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 24
- 25. Diagrama Tensão xDeformação Material Frágil Material Dúctil σ ϵ Materiais Dúctil Aços Cobre Alumínio Frágil Concreto Ferro fundido Vidro O diagrama tensão x deformação varia muito de material para material, e ainda, para uma mesmo material podem ocorrer resultados diferentes devido a variação de temperatura do corpo de prova e da velocidade da carga aplicada. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 25
- 26. Materiais dúcteis Qualquer materialque possa ser submetido a grandes deformações antes de sofrer ruptura Apresentam comportamento de tensão- deformação elástica, escoamento sob tensão constante, endurecimento por deformação e, finalmente, estricção até a ruptura. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 26
- 27. Materiais Frágeis São aquelesmateriais que se rompem facilmente, ainda na fase de deformação elástica. Os materiais frágeis não apresentam uma fase de escoamento, ou seja, não tem deformação plástica. A carga de tração crescente provoca uma deformação elástica e logo ao ultrapassar o limite de proporcionalidade o corpo de prova se rompe. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 27
- 28. Tensão x Deformação(Detalhado) Tensão limite de proporcionalidade Tensão limite de resistência Tensão limite de rupturaTensão limite de escoamento Escoamento 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 28
- 29. Deformação Elástica (1) (2)(3) ➢ Processo reversível; ➢ Desaparece quando a carga é removida; ➢ Precede à deformação plástica; ➢ Proporcional à tensão aplicada; 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 29
- 30. Deformação Plástica ➢ Irreversível; ➢Provocada por tensões que ultrapassam o limite de proporcionalidade; ➢ Deslocamento permanente dos átomos e portanto não desaparece quando a tensão é removida. (1) (2) (3) 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 30
- 31. Lei de Hooke Parâmetroque proporciona uma medida da rigidez de um material ou a sua resistência à deformação elástica É a relação entre a tensão aplicada e a deformação elástica resultante. O coeficiente E é chamado módulo de elasticidade ou módulo de Young, que é determinado pela força de atração entre átomos dos materiais, isto é, quando maior a atração entre átomos, maior o seu módulo de elasticidade. Deformação () Tensão() E = / p Tensão Limite de Proporcionalidade (p) Valor máximo tensão que o material suporta sem sofrer deformação permanente. A lei de Hooke é válida até este ponto. 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 31
- 32. Coeficiente de Poisson Ocoeficiente de Poisson “ν” (nu) é uma propriedade adimensional do material. Ele mede a relação entre a deformação lateral e a deformação longitudinal. Sua faixa de valores é de 0 < ν ≤ 0,5. 𝜀𝑙𝑜𝑛𝑔 = 𝛿 𝐿 𝜀𝑙𝑎𝑡 = 𝛿℩ 𝑟 𝜈 = 𝜀𝑙𝑎𝑡 𝜀𝑙𝑜𝑛𝑔 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 32
- 33. Tensão Admissível A tensãoadmissível consiste no valor limite da tensão a que um determinado material pode resistir em determinadas circunstâncias. No projeto de um elemento estrutural ou componente de máquina, deve-se considerar que a carga limite do material seja maior que o carregamento que este irá suportar em condições normais de utilização. Este carregamento menor é chamado de admissível, de trabalho ou de projeto. Quando se aplica a carga admissível, apenas uma parte da capacidade do material está sendo solicitada, a outra parte é reservada para garantir ao material, condições de utilização segura. Geralmente, esta tensão deverá ser mantida na região de deformação elástica do material. Materiais Frágeis 𝜎 𝑎𝑑𝑚 = Τ𝜎 𝑅 𝑛 Materiais Dúcteis 𝜎 𝑎𝑑𝑚 = Τ𝜎𝑒 𝑛 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 33
- 34.
- 35. Barras carregadas axialmente TensãoNormal 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 35
- 36. Tração e Compressão Áreatracionada Área comprimida Correias, parafusos, cabos de aço, correntes e armadura de aço Ferramentas de estampagem, trilhos e vigas de concreto 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 36
- 37. Deslocamento longitudinal dabarra 𝛿 = 𝐹∙𝐿 𝐸∙𝐴 F L δ A A1, E1 F1 L1 L2 F2 A2, E2 𝛿 = 𝑖 𝐹𝑖 ∙ 𝐿𝑖 𝐸𝑖 ∙ 𝐴𝑖 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 37
- 38. Deslocamento longitudinal dabarra 𝛿𝑡 =∝∙ ∆𝑇 ∙ 𝐿 ∆𝑻 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 38
- 39. Concentração de Tensõesde Tração 𝜎 𝑚𝑎𝑥 = 𝐾𝑡 ∙ 𝜎 𝑚𝑒𝑑 Todo componente estrutural que apresente descontinuidades como furos ou variação brusca de seção, quando solicitados, desenvolvem tensões maiores na região de descontinuidade do que a tensão média ao longo da peça. 𝐾𝑡 = “fator de forma” ou “coeficiente de concentração de tensão”. 𝐾𝑡 = Tabelado conforme a tipo de concentrador de tensão 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 39
- 40.
- 41. Diagrama de momentofletor e cortante 04/08/2017 10:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 41
- 42. Flexão Tensão de Flexão 04/08/201710:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 42
- 43.
- 44. Cisalhamento Tensão de Cisalhamento 04/08/201710:31 Prof. Me. Juliano Oliveira 44 Resistência dos Materiais II – Projeto de Vigas e Eixos
- 45. 04/08/2017 10:31 Prof.Me. Juliano Oliveira 45