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Matéria resistência dos materiais engenharia química

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  • Fundamentos de resistncia dos materiais

  • 1. Introduo

    A resistncia dos materiais um assunto bastante antigo. Oscientistas da antiga Grcia j tinham o conhecimento dofundamento da esttica, porm poucos sabiam do problema dedeformaes.

    O desenvolvimento da resistncia dos materiais seguiu-se aodesenvolvimento das leis da esttica. Galileu (1564-1642) foi oprimeiro a tentar uma explicao para o comportamento dealguns membros submetidos a carregamentos e suaspropriedades e aplicou este estudo, na poca, para os materiaisutilizados nas vigas dos cascos de navios para marinha italiana.

  • Podemos definir que a ESTTICA considera os efeitos externosdas foras que atuam num corpo

    e a RESISTNCIA DOS MATERIAIS, por sua vez, fornece umaexplicao mais satisfatria, do comportamento dos slidossubmetidos esforos externos, considerando o efeito interno.

    Na construo mecnica, as peas componentes de umadeterminada estrutura devem ter dimenses e proporesadequadas para suportarem esforos impostos sobre elas.

  • Na construo mecnica, as peas componentes de uma determinada estrutura devem terdimenses e propores adequadas para suportarem esforos impostos sobre elas. Exemplos

    O eixo de transmisso de uma mquina deve ter dimenses adequadas para resistir aotorque a ser aplicado;

  • Na construo mecnica, as peas componentes de uma determinada estrutura devem terdimenses e propores adequadas para suportarem esforos impostos sobre elas. Exemplos3

    A asa de um avio deve suportar s cargas aerodinmicas que aparecemdurante o vo

  • Na construo mecnica, as peas componentes de uma determinada estrutura devem terdimenses e propores adequadas para suportarem esforos impostos sobre elas. Exemplos

    As paredes de um reservatrio de presso deve ter resistncia apropriada para suportar a presso interna,

  • O comportamento de um membro submetido a foras, nodepende somente destas, mas tambm das caractersticasmecnicas dos materiais de fabricao dos membros.

    Estas informaes provm do laboratrio de materiais ondeestes so sujeitos a ao de foras conhecidas e entoobservados fenmenos como ruptura, deformao, etc.

  • 2. Classes de solicitaes

    Quando um sistema de foras atua sobre um corpo, o efeitoproduzido diferente segundo a direo e sentido e ponto deaplicao destas foras.

    Os efeitos provocados neste corpo podem ser classificados em esforos

    - Axiais estes atuam no sentido do eixo de um corpo, a trao, ea compresso

    - esforos transversais, atuam na direo perpendicular ao eixode um corpo tal como, o cisalhamento e a toro.

    - Esforo normal flexo

  • Quando as foras agem para fora do corpo, tendendo a alonga-lono sentido da sua linha de aplicao, a solicitao chamada deTRAO.

    Cabo de sustentao submetido trao

  • aAs foras agem para dentro, tendendo a encurta-lo no sentido dacarga aplicada, a solicitao chamada de COMPRESSO.

    Ps da mesa esto submetidos compresso

  • A solicitao de CISALHAMENTO aquela que ocorre quando umcorpo tende a resistir a ao de duas foras agindo prxima eparalelamente, mas em sentidos contrrios.

    Rebite submetido ao cisalhamento

  • A TORO um tipo de solicitao que tende a girar as sees deum corpo, uma em relao outra.

    Ponta de eixo submetida toro

  • A FLEXO uma solicitao transversal em que o corpo sofre umadeformao que tende a modificar seu eixo longitudinal.

    Viga submetida flexo

  • Um corpo submetido a SOLICITAES COMPOSTAS quandoatuam sobre eles duas ou mais solicitaes simples.

    rvore de transmisso: Flexo-toro

  • CONCEITOS BSICOS

    Esttica

  • FORA

    Fora toda a grandeza capaz de provocar movimento, alterar oestado de movimento ou provocar deformao em um corpo. umagrandeza vetorial cuja intensidade pode ser obtida pela expresso da fsica:

  • Fora toda a grandeza capaz de provocar movimento, alterar oestado de movimento ou provocar deformao em um corpo. uma grandeza vetorial cuja intensidade pode serobtida pela expresso da fsica:

  • Fora toda a grandeza capaz de provocar movimento, alterar o estado de movimento ou provocardeformao em um corpo. uma grandeza vetorial cuja intensidade pode ser obtida pela expresso da fsica:

  • Fora toda a grandeza capaz de provocar movimento, alterar o estado de movimento ou provocar deformao em um corpo. umagrandeza vetorial cuja intensidade pode ser obtida pela expresso da fsica:

    As foras so grandezas vetoriais caracterizadas por direo,sentido e intensidade

  • A fora uma grandeza vetorial que necessita para sua definio,alm da intensidade, da direo, do sentido e tambm daindicao do ponto de aplicao.

  • PESO DOS CORPOS

    O peso dos corpos uma fora de origem gravitacional queapresenta caractersticas especiais

  • No sistema internacional (SI) as foras concentradas so expressasem Newton [N]. As foras distribudas ao longo de umcomprimento so expressas com as unidades de fora pelocomprimento [N/m], [N/cm], [N/mm], etc.

    A fora derivada das unidades bsicas pela segunda lei deNewton. Por definio, um Newton a fora que fornece a umquilograma massa a acelerao de um metro por segundo aoquadrado.

  • Sistema Internacional de Unidades (SI):

    Outras unidades derivadas do SI:

  • Prefixos de Unidades:

  • Na prtica, muitas vezes prefere-se usar oquilonewton (kN), o quilopascal (kPa),omegapascal (MPa) ou o gigapascal (GPa).

  • CARACTERSTICAS DAS FORAS

    1. Princpio de ao e reao:

    Quando dois corpos se encontram, toda a ao exercida por umdos corpos sobre o outro corresponde uma reao do segundosobre o primeiro de mesmo mdulo e direo, mas comsentidos contrrios, que a 3 lei de Newton.

    Pode-se observar que estas duas foras tm pontos deaplicao diferentes e, portanto causam efeitos diferentes, cadauma atuando no seu ponto de aplicao.

  • CARACTERSTICAS DAS FORAS

    2. Princpio da transmissibilidade de uma fora, Quando se aplica umafora em um corpo slido a mesma se transmite com seu mdulo,direo e sentido em toda a sua reta suporte ao longo deste corpo.

  • CARACTERSTICAS DAS FORAS

    3. Qualquer fora no espao pode ser decomposta segundo trsdirees que desejarmos. Normalmente, usam-se como referncia trsdirees ortogonais entre si, escolhidas de acordo com a convenincia do problema.

    A resultante F ou soma das suas componentes Fx, Fy e Fz para obter o efeito desejado.

  • Quando as foras agem numa mesma linha de ao sochamadas de coincidentes. A resultante destas foras ter amesma linha de ao das componentes, com intensidade e sentidoigual a soma algbrica das componentes.

  • Quando as foras agem numa mesma linha de ao so chamadas de coincidentes. Aresultante destas foras ter a mesma linha de ao das componentes, com intensidade esentido igual a soma algbrica das componentes.

    Calcular a resultante das foras F1 = 50N, F2 = 80 N e F3 = 70 Naplicadas no bloco da figura abaixo

  • Duas ou mais foras constituem um sistema de foras, cada umadelas chamada de componente. Todo sistema de foras podeser substitudo por uma nica fora chamada resultante, queproduz o mesmo efeito das componentes.

  • CARACTERSTICAS DAS FORAS

    Qualquer fora contida em um plano tambm pode ser decompostasegundo duas direes. Normalmente so usadas duas direesperpendiculares entre si, tambm escolhidas de acordo com a convenincia do problema. No caso plano que o mais usual:

  • Sendo dada uma fora F num plano xy, possvel decomp-la em duas outras foras Fx e Fy , como no exemplo abaixo:

  • ento, para o exemplo acima, temos:

  • No caso em que as foras tm um mesmo ponto de aplicao, ouse encontram num mesmo ponto depois de prolongadas,recebem o nome de foras concorrentes. A resultante destasforas pode ser determinada grfica ou analiticamente.

    CARACTERSTICAS DAS FORAS

  • Calcular as componentes horizontal e vertical da fora de 200N aplicada na viga conforme figura abaixo.

  • Calcular as componentes horizontal e vertical da fora de 200N aplicada na viga conforme figura abaixo.

    y

    y

    x

    x

  • O conceito de fora introduzido na mecnica em geral. As forasmais conhecidas so os pesos, que tem sempre sentido vertical parabaixo, como por exemplo, o peso prprio de uma viga, ou o peso deuma laje sobre esta mesma viga

    As foras podem ser classificadas em concentradas e distribudas. Narealidade todas as foras encontradas so distribudas, ou seja, forasque atuam ao longo de um trecho, como os exemplos citadosanteriormente e ainda em barragens, comportas, tanques, hlices,etc.

    Quando um carregamento distribudo atua numa regio de readesprezvel, chamado de fora concentrada.

    A fora concentrada, tratada como um vetor, uma idealizao, queem inmeros casos nos traz resultados com preciso satisfatria. Noestudo de tipos de carregamentos, mais a diante, retornaremos a este assunto.

  • FORAS EXTERNAS: atuam na parte externa na estrutura, e so omotivo de sua existncia. Ex: peso do pedestre em uma passarela,peso prprio das estruturas, etc...

    FORAS INTERNAS: so aquelas que mantm unidos os pontosmateriais que formam o corpo slido de nossa estrutura(solicitaes internas).

  • resistncia dos materiais

  • Video1_ Exemplo de Equilbrio de Partcula

  • MOMENTO DE UMA FORA ou Momento esttico

    Seja F uma fora constante aplicada em um corpo, d a distnciaentre o ponto de aplicao desta fora e um ponto qualquer P.

  • MOMENTO DE UMA FORA ou Momento esttico

    Seja F uma fora constante aplicada em um corpo, d a distncia entre o ponto de aplicao desta fora e um ponto qualquer P. Por

    definio, o momento M realiza