O documento discute os conceitos de deformação em materiais, incluindo deformação normal, deformação por cisalhamento e componentes cartesianas da deformação. Fornece definições destes termos e apresenta exemplos numéricos para ilustrar o cálculo de deformações em diferentes situações.
Mabie, H. H.; Reinholz, C. F.; Mechanisms and Dynamincs of Machinery. John Wiley & Sons, 4th Edition, 1987 Problemas 4.1. A espessura de um dente de engrenagem evolvental é 7,98 mm com um raio de 88,9 mm e um ângulo de pressão de 14,5°. Calcule o raio e a espessura do dente em um ponto na evolvente que tem um ângulo de pressão de 25°. 4.2. Se as evolventes que formam o contorno de um dente de engrenagem forem prolongadas, seus flancos se encontrarão e o dente ficará pontudo. Determine o raio em que isto ocorre para um dente que tem uma espessura de 6,65 mm em um raio de 102 mm e um ângulo de pressão de 20°. 4.3. A espessura de um dente de uma engrenagem evolvental é 4,98 mm em um raio de 50,8 mm e um ângulo de pressão de 20°. Calcule a espessura do dente na circunferência de base. 4.4. Os raios primitivos de duas engrenagens acopladas são 51,0 mm e 63,0 mm, e os raios externos são 57,0 mm e 69,0 mm, respectivamente. O ângulo de pressão é 20°. O pinhão é a peça motora e gira no sentido horário. Determine os ângulos de aproximação e afastamento para ambas as engrenagens. 4.5. Um pinhão de 50 mm de raio primitivo gira no sentido horário e aciona uma cremalheira. O ângulo de pressão é 20° e a altura da cabeça do pinhão e da cremalheira é 5,00 mm. Determine os ângulos de aproximação e afastamento para o pinhão. 4.6. Duas engrenagens de dentes retos normais, iguais, com 48 dentes, engrenam-se com raios primitivos de 4,000 pol. e adendo de 0,1670 pol. Se o ângulo de pressão é 14,5°, calcule o comprimento de ação gα e a razão frontal de transmissão εα. 4.7. Um pinhão com um raio primitivo de 38,0 mm impele uma cremalheira. O ângulo de pressão é 14,5°. Calcule a altura de cabeça máxima possível para a cremalheira sem haver interferência evolvental no pinhão. 4.8. Um pinhão com 24 dentes, módulo 2 e ângulo de pressão 20°, impele uma engrenagem de 40 dentes. Calcule os raios primitivos, raios de base, adendo, dedendo, e a espessura de dente na circunferência primitiva. 4.9. Um pinhão com 18 dentes, passo diametral 8 e ângulo de pressão 25°, dentes normais, impele uma engrenagem de 45 dentes. Calcule os raios primitivos, raios base, adendo, dedendo, e a espessura do dente na circunferência primitiva. 4.10. Um pinhão de 42 dentes, módulo 0,2 e ângulo de pressão 20°, dentes normais, impele uma engrenagem de 90 dentes. Calcule a razão frontal de transmissão. 4.11. Um pinhão com 20 dentes, módulo 6 e ângulo de pressão 20°, aciona uma cremalheira. Calcule o raio primitivo, raio base, altura de trabalho, altura total e a espessura dos dentes da cremalheira na linha primitiva. 4.12. Uma cremalheira de dentes normais, ângulo de pressão de 20°, tem um adendo de 0,25 pol. Calcule o passo de base. 4.13. Determine o número aproximado de dentes em uma engrenagem evolvental de dentes retos, normais, ângulo de pressão 14,5°, tal que os diâmetros das circunferências de base e de pé sejam iguais. 4.14. Um pinhão com 30 dentes, usinado por uma fresa com ângulo de pressão 25°
Mabie, H. H.; Reinholz, C. F.; Mechanisms and Dynamincs of Machinery. John Wiley & Sons, 4th Edition, 1987 Problemas 4.1. A espessura de um dente de engrenagem evolvental é 7,98 mm com um raio de 88,9 mm e um ângulo de pressão de 14,5°. Calcule o raio e a espessura do dente em um ponto na evolvente que tem um ângulo de pressão de 25°. 4.2. Se as evolventes que formam o contorno de um dente de engrenagem forem prolongadas, seus flancos se encontrarão e o dente ficará pontudo. Determine o raio em que isto ocorre para um dente que tem uma espessura de 6,65 mm em um raio de 102 mm e um ângulo de pressão de 20°. 4.3. A espessura de um dente de uma engrenagem evolvental é 4,98 mm em um raio de 50,8 mm e um ângulo de pressão de 20°. Calcule a espessura do dente na circunferência de base. 4.4. Os raios primitivos de duas engrenagens acopladas são 51,0 mm e 63,0 mm, e os raios externos são 57,0 mm e 69,0 mm, respectivamente. O ângulo de pressão é 20°. O pinhão é a peça motora e gira no sentido horário. Determine os ângulos de aproximação e afastamento para ambas as engrenagens. 4.5. Um pinhão de 50 mm de raio primitivo gira no sentido horário e aciona uma cremalheira. O ângulo de pressão é 20° e a altura da cabeça do pinhão e da cremalheira é 5,00 mm. Determine os ângulos de aproximação e afastamento para o pinhão. 4.6. Duas engrenagens de dentes retos normais, iguais, com 48 dentes, engrenam-se com raios primitivos de 4,000 pol. e adendo de 0,1670 pol. Se o ângulo de pressão é 14,5°, calcule o comprimento de ação gα e a razão frontal de transmissão εα. 4.7. Um pinhão com um raio primitivo de 38,0 mm impele uma cremalheira. O ângulo de pressão é 14,5°. Calcule a altura de cabeça máxima possível para a cremalheira sem haver interferência evolvental no pinhão. 4.8. Um pinhão com 24 dentes, módulo 2 e ângulo de pressão 20°, impele uma engrenagem de 40 dentes. Calcule os raios primitivos, raios de base, adendo, dedendo, e a espessura de dente na circunferência primitiva. 4.9. Um pinhão com 18 dentes, passo diametral 8 e ângulo de pressão 25°, dentes normais, impele uma engrenagem de 45 dentes. Calcule os raios primitivos, raios base, adendo, dedendo, e a espessura do dente na circunferência primitiva. 4.10. Um pinhão de 42 dentes, módulo 0,2 e ângulo de pressão 20°, dentes normais, impele uma engrenagem de 90 dentes. Calcule a razão frontal de transmissão. 4.11. Um pinhão com 20 dentes, módulo 6 e ângulo de pressão 20°, aciona uma cremalheira. Calcule o raio primitivo, raio base, altura de trabalho, altura total e a espessura dos dentes da cremalheira na linha primitiva. 4.12. Uma cremalheira de dentes normais, ângulo de pressão de 20°, tem um adendo de 0,25 pol. Calcule o passo de base. 4.13. Determine o número aproximado de dentes em uma engrenagem evolvental de dentes retos, normais, ângulo de pressão 14,5°, tal que os diâmetros das circunferências de base e de pé sejam iguais. 4.14. Um pinhão com 30 dentes, usinado por uma fresa com ângulo de pressão 25°
1. Universidade Federal do Ceará
Resistência dos Materiais I
Deformação – CAP 2
Profa. Tereza Denyse de Araújo
Março/2011
2. 2
Roteiro de aula
Definições
Tipos de deformação
Deformação Normal
Deformação por Cisalhamento
Componentes Cartesianas da Deformação
3. 3
Definições
Deslocamento:
Quantidade vetorial que mede o movimento de
um ponto material partindo de uma posição
inicial para uma posição final.
É o que pode ser medido no ensaio de tração,
por exemplo.
4. 4
Definições
Deformação:
É a mudança de tamanho e/ou forma de um
corpo quando sujeito a uma força externa.
Podem ser altamente visíveis ou praticamente
imperceptíveis a olho nu.
Não é uniforme ao longo do volume do corpo,
variando portanto ao longo comprimento.
6. 6
Tipos de deformação
Deformação Normal
É o alongamento ou a contração de um
segmento de reta por unidade de comprimento.
Deformação por Cisalhamento
Variação do ângulo entre dois segmentos
originalmente perpendiculares entre si.
11. 11
Exemplo 2.2
Uma força que atua no punho do cabo da alavanca mostrada na figura abaixo
provoca uma rotação no cabo da alavanca = 0,002 rad em sentido horário.
Determine a deformação normal média desenvolvida no cabo BC.
12. 12
Exemplo 2.3
Uma chapa é deformada até a forma representada pelas linhas tracejadas
mostradas na figura. Se, nessa forma deformada, as retas horizontais
permanecerem horizontais e seus comprimentos não mudarem, determine (a)
a deformação normal ao longo do lado AB e (b) a deformação por
cisalhamento média da chapa em relação aos eixos x e y.
13. 13
Exemplo 2.4
A chapa mostrada na figura é fixa ao longo de AB e presa por guias
horizontais rígidas nas partes superior e inferior, AD e BC. Se o lado direito da
chapa, CD, sofrer um deslocamento horizontal uniforme de 2 mm, determine
(a) a deformação normal média ao longo da diagonal AC e (b) a deformação
por cisalhamento em E em relação aos eixos x e y.
14. Os dois cabos mostrados na
figura são unidos por um
anel em A. Se a força P
causa ao ponto A um
deslocamento vertical de 3
mm, determine a
deformação normal
especifica desenvolvida em
cada um dos cabos.
14
Exemplo
15. 15
Exemplo 2.34
A fibra AB tem
comprimento L e
orientação . Se suas
extremidades A e B
sofrerem deslocamentos
muito pequenos uA e vB,
respectivamente,
determine a deformação
normal na fibra quando
ela estiver na posição
A’B’.