Introdução - Cisalhamento puro e diagramas v1

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<p>Universidade Paulista – UNIP</p><p>Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia (ICET)</p><p>Curso de Engenharia Mecânica – Campus São José do Rio Pardo</p><p>Prof. MSc. Rafael Rodrigues da Silva</p><p> Nesta aula:</p><p>▪ Retomada de conceitos de Estática nas Estruturas</p><p>e Resistência dos Materiais com exercícios:</p><p>▪ Cisalhamento puro / Ensaio de cisalhamento</p><p>▪ Diagrama de esforço cortante e momento fletor</p><p> Cisalhamento puro / Ensaio de cisalhamento</p><p>▪ Exemplos cotidianos do cisalhamento:</p><p>▪ Cortar um tecido, ao fatiar um pedaço de queijo ou</p><p>cortar aparas do papel com uma guilhotina, estamos</p><p>fazendo o cisalhamento.</p><p>▪ No caso de metais, podemos praticar o</p><p>cisalhamento com tesouras, prensas de corte,</p><p>dispositivos especiais ou simplesmente aplicando</p><p>esforços que resultem em forças cortantes.</p><p> Cisalhamento puro / Ensaio de cisalhamento</p><p>▪ Ao ocorrer o corte, as partes se movimentam paralelamente,</p><p>por escorregamento, uma sobre a outra, separando-se. A esse</p><p>fenômeno damos o nome de cisalhamento.</p><p>▪ Todo material apresenta certa resistência ao cisalhamento.</p><p>▪ Saber até onde vai esta resistência é muito importante,</p><p>principalmente na estamparia, que envolve corte de chapas, ou</p><p>nas uniões de chapas por solda, por rebites ou por parafusos,</p><p>onde a força cortante é o principal esforço que as uniões vão ter</p><p>de suportar.</p><p> Sobre o ensaio:</p><p>▪ Para ensaios de</p><p>pinos, rebites e</p><p>parafusos utiliza-</p><p>se um dispositivo</p><p>como o que está</p><p>representado</p><p>simplificadamente</p><p>na figura.</p><p> Cisalhamento puro / Ensaio de cisalhamento</p><p>▪ A tensão de cisalhamento média em um</p><p>componente de fixação é dada pela razão entre a</p><p>força cortante e a área da superfície.</p><p> Exercício 1 - cisalhamento:</p><p> Relação entre a tensão máxima de</p><p>cisalhamento e de tração:</p><p>▪ A realização de sucessivos ensaios mostrou que</p><p>existe uma relação constante entre a tensão de</p><p>cisalhamento e a tensão de tração.</p><p>▪ Na prática, considera-se a tensão de cisalhamento</p><p>(TC) equivalente a 75% da tensão de tração (T).</p><p> Exercício 2 - Cisalhamento:</p><p>▪ Duas chapas são unidas por rebites. Elas precisam</p><p>suportar uma força F de 20 kN. O diâmetro de</p><p>cada rebite é de 4 mm. A tensão de tração que</p><p>cada rebite suporta é de 650 Mpa. Qual o número</p><p>de rebites necessário para esta aplicação?</p><p> Exercício: (resolução)</p><p>▪ Sabemos que a tensão máxima de cisalhamento é</p><p>0,75 da tensão de tração:</p><p>▪ Sabemos que a quantidade de rebites influencia</p><p>na área total de rebites que suportará o</p><p>cisalhamento</p><p> Exercício: (resolução)</p><p>▪ Podemos calcular S, a área para um rebite.</p><p>▪ Logo (atenção com as unidades!):</p><p>4 rebites, considerando a</p><p>segurança.</p><p> Esforço cortante e momento fletor em</p><p>barra submetida a flexão.</p><p>▪ Vamos fazer um exercício para retomar a prática.</p><p>▪ Primeiro vamos lembrar das convenções de sinais</p><p>para os esforços internos.</p><p>▪ Como temos que encontrar o carregamento, ao</p><p>longo da estrutura, dos esforços internos, devemos</p><p>lembrar as convenções brasileiras para sinais.</p><p>▪ Lembrando que essa convenção é usada somente na</p><p>hora de identificar nossa incógnita nos “cortes” que</p><p>analisamos</p><p>Esforço normal</p><p>Convenção: tração</p><p>Esforço cortante</p><p>Convenção: tende a girar no</p><p>sentido horário</p><p>Momento fletor</p><p>Convenção: fibras inferiores tracionadas</p><p>Lembrando, também, que no diagrama (gráfico) o</p><p>momento negativo é representado para cima.</p><p>Esforço torçor</p><p>Convenção: vetor de torção saindo na seção (corte).</p><p> Exercício 1 de V e M:</p><p>▪ Determinar as reações de apoio, as funções do</p><p>esforço cortante (V) e momento fletor (M) e</p><p>desenhar os diagramas dos mesmos</p><p> Exercício 2 de V e M:</p><p>▪ Determinar as reações de apoio, as funções do</p><p>esforço cortante (V) e momento fletor (M) e</p><p>desenhar os diagramas dos mesmos</p>