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CAPÍTULO
Torção
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Este capítulo trata do estudo do problema da torção em elementos estruturais. Inicialmente
será desenvolvida a fórmula da torção para situações de eixos com seção
transversal circular, que são os mais eficientes para resistir ao torque.
Na sequência do capítulo serão apresentadas as fórmulas relacionadas com a torção
em seções transversais de paredes finas fechadas e abertas, além da extensão do equacionamento
para o caso de seções de paredes finas multicelulares.
Serão ainda descritos os procedimentos de cálculo para o caso de torção de barras
constituídas por outros tipos de seções transversais maciças, baseado no método
semi-inverso de Saint-Venant, e uma breve descrição da analogia da membrana.
Tópicos especiais como dimensionamento de elementos discretos de ligação utilizados
para resistir à torção e estruturas de molas helicoidais também serão discutidos
brevemente neste capítulo.
1 Torção em barras de seção circular
As barras com seções circulares são importantes no estudo da torção por dois aspectos.
O primeiro está relacionado à eficiência desse tipo de seção quando submetida à torção
pura 1 , que é a mais eficiente por apresentar menor nível de tensões e deformações
quando construída com a mesma quantidade de material. O segundo aspecto é devido
ao fato de problemas mais complexos, como torções de seções maciças quaisquer,
fornecerem fórmulas para distribuição de tensões de cisalhamento máximas similares à
fórmula da torção obtida no caso da torção de seções circulares. Neste ponto, é possível
distinguir uma diferença do tipo de tensão provocada na seção pela torção. Ou seja, a
torção produz nas seções transversais tensões de cisalhamento, que atuam no próprio
plano da área da seção.
Para o cálculo de tensões de cisalhamento em uma barra com comportamento elástico
linear submetida à torção pura, considera-se a hipótese de distribuição proporcional de
tensões ao longo da direção radial da seção transversal, conforme apresentado na Fig. 4.1.
É importante destacar que, por hipótese de cálculo, qualquer direção radial da seção
apresentará a mesma distribuição de tensões. Assim, as tensões de cisalhamento
são máximas na superfície da barra 2 e nulas sobre o eixo da barra. Considerando uma
distância radial do centro da barra (r) e o raio da seção circular (c), é possível estabelecer
a relação de proporcionalidade entre a tensão de cisalhamento no ponto interno
considerado (τ) e a tensão de cisalhamento máxima no limite da seção (τ máx ).
τ = ρ c . τ máx
(4.1)
1. Barra submetida apenas a solicitação de torques.
2. E também nos limites da seção transversal circular.
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