Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)
434 RESISTNCIA DOS MATERIAIS *12.28. Determine a curva da linha elástica para a viga em balanço utilizando a coordenada x. Determine também a inclinação máxima e a deflexão máxima. E! é constante. A x L Problema 12.28 B 12.29. A viga é feita de um material com peso específico y. Determine o deslocamento e a inclinação em sua extremidade A devido a seu peso. O módulo de elasticidade para o material é E. c 11 Problema 12.31 (i A *12.32. A viga cónica mostrada na figura tem largura constante b. Se ela suportar uma carga P em sua extremidade, determine a deflexão em B.A carga Pé aplicada a uma curta distâncias da extremidade B, onde s L. E! é constante. Problema 12.29 12.30. A viga é feita de um material com peso específico y. Determine o deslocamento e a inclinação em sua extremidade A devido a seu peso. O módulo de elasticidade para o material é E. p Problema 12.30 12.31. O feixe de molas foi projetado de modo a estar sujeito à mesma tensão de flexão máxima em todo seu comprimento. Se a espessura das chapas de cada lâmina for t e se uma puder deslizar livremente entre a outra, mostre que o feixe de molas deve ter a forma de um arco de círculo para que a mola inteira fique achatada quando for aplicada uma carga P suficientemente grande. Qual é a tensão normal máxima no feixe de molas? Considere que ele foi construído com n tiras cortadas de uma chapa em forma de losango com espessura te largura b. O módulo de elasticidade para o material é E. Dica: Mostre que o raio de curvatura do feixe de molas é constante. Problema 12.32 12.33. Uma haste delgada e flexível de 6 m de comprimento e 10 N/m de peso repousa sobre uma superfície lisa. Se urna força de 15 N for aplicada a sua extremidade para levantá-la, determine o comprimento suspenso x e o momento máximo desenvolvido na haste. 15N 1---- X ----1 Problema 12.33
DEFLEXÃO EM VIGAS E EIXOS 435 Funções de descontinuidade 0 método da integração, usado para determinar a equação da linha elástica para uma vga ou eixo, é conveniente se a carga ou o momento mterno puder ser expresso como uma função contínua por todo o comprimento da viga. Entretanto, se várias cargas diferentes agem sobre a viga, a aplicação do método torna-se roais cansativa porque será preciso escrever funções separadas de carga ou momento para cada região da viga. Além disso, a integração dessas funções requer o cálculo de constantes de integração utilizando-se condições de contorno e/ou de continuidade. Por exemplo, a viga mostrada na Figura 12.14 requer que sejam escritas quatro funções de momento que o descrevem nas regiões AB, BC, CD e DE. Quando aplicarmos a relação momento/curvatura, EI d2vldx2 = M, e integrarmos cada equação de momento duas vezes, teremos de calcular oito constantes de integração. Esse cálculo envolverá duas condições de contorno que exigem deslocamento nulo nos pontos A e E e seis condições de continuidade para a inclinação, bem como para o deslocamento nos pontos B, C e D. Mo c Figura 12.14 w rrrnnE _ D _ji Nesta seção, discutiremos um método para determinar a equação da linha elástica para uma viga com cargas múltiplas utilizando uma única expressão, ou formulada em função da carga sobre a viga, w = w(x), ou em função do momento interno da viga, M = M(x). Se a expressão para w for substituída em EI d4v/dx4 = -w(x) e integrada quatro vezes, ou a expressão para M for substituída em EI d2v/dx2 = M(x) e integrada duas vezes, as constantes de integração serão determinadas somente pelas condições de contorno. Visto que as equações de continuidade não serão envolvidas, a análise será muito simplificada. Funções de descontinuidade. Para expressar a carga sobre a viga ou o momento interno dentro dela usando uma única expressão, utilizaremos dois tipos de operadores matemáticos conhecidos como ftmções de descontinuidade. de Para a finalidade de deflexão em vigas ou eixos, podemos usar as funções de Macaulay, nome do matemático W. H. Macaulay, para descrever cargas distribuídas. Elas podem ser escritas, na forma geral, como (x - a)n = { O (x - at n ;o:: O para x < a para x ;::: a (12.11) Aqui, x representa a coordenada da posição de um ponto ao longo da viga, e a é o local na viga onde ocorre 'descontinuidade', a saber, o ponto onde uma carga distribuída começa. Observe que a função de Macaulay Carga Função da carga w= w(x) Cisalhamento Momento V= -jw(x)dx M =fVdx (1) Mo \\\ . ,\ l IV = M0 -z V= -M0-1 M = -M0 0 (2) p l I (3) IV o mum I -;__.j (4) Inclinação m )r(l1 t=- IV = P-1 w = w0 0 w = m1 V= -P 0 M= -P1 V= -IV01 M = - Wo z 2 ' V= -m 2 2 M = -n 3
- Page 400 and 401: 384 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS SOLU
- Page 402 and 403: 386 RESISTNCIA DOS MATERIAIS *10.52
- Page 404 and 405: 388 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS rial
- Page 406 and 407: 390 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS prin
- Page 408 and 409: 392 RESISTtNCIA DOS MATERIAIS (J 2
- Page 410 and 411: 394 RESISTl:NCIA DOS MATERIAIS O po
- Page 412 and 413: 396 RESISTtNCIA DOS MATERIAIS máxi
- Page 414 and 415: ... .. 398 RESISTÊNCIA DOS MATERIA
- Page 416 and 417: 400 RESISTNCIA DOS MATERIAIS 0 "'
- Page 418 and 419: 402 RESISTNCIA DOS MATERIAIS jeto p
- Page 420 and 421: 404 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Tens
- Page 422 and 423: 406 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Q =
- Page 424 and 425: 408 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 11.7
- Page 426 and 427: 41 0 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS ter
- Page 428 and 429: 412 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS reta
- Page 430 and 431: 414 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS carg
- Page 432 and 433: .. 416 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 1
- Page 434 and 435: 418 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS cere
- Page 436 and 437: 420 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 300
- Page 438 and 439: 422 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS pl (
- Page 440 and 441: 424 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 1/ p
- Page 442 and 443: 426 RESISTNCIA DOS MATERIAIS (a) (b
- Page 444 and 445: 428 RESISTtNCIA DOS MATERIAIS EIdv
- Page 446 and 447: 430 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS dvl
- Page 448 and 449: 432 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS *12,
- Page 452 and 453: 436 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS (x -
- Page 454 and 455: 438 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS O se
- Page 456 and 457: • 440 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
- Page 458 and 459: 442 RESISTÊICI.A DOS MATERIAIS 12.
- Page 460 and 461: 444 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS O se
- Page 462 and 463: • 446 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
- Page 464 and 465: 448 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Teor
- Page 466 and 467: 450 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS A 0,
- Page 468 and 469: 452 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 25 k
- Page 470 and 471: 454 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 5kN/
- Page 472 and 473: 456 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 12.9
- Page 474 and 475: 458 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS pl p
- Page 476 and 477: 460 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS OBSE
- Page 478 and 479: 462 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 13 k
- Page 480 and 481: 464 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS p p
- Page 482 and 483: 466 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 12 V
- Page 484 and 485: 468 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS O se
- Page 486 and 487: 470 RESISTtNCIA DOS MATERIAIS 40 kN
- Page 488 and 489: 472 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 12.1
- Page 490 and 491: 4 7 4 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS ur
- Page 492 and 493: 476 RESISTÊNCii-\ DOS Mi-\TERii-\1
- Page 494 and 495: • 478 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
- Page 496 and 497: 480 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Essa
- Page 498 and 499: 482 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS .. C
DEFLEXÃO EM VIGAS E EIXOS 435<br />
Funções de<br />
descontinuidade<br />
0 método da integração, usado para determinar a<br />
equação da linha elástica para uma vga ou eixo, é conveniente<br />
se a carga ou o momento mterno puder ser<br />
expresso como uma função contínua por todo o comprimento<br />
da viga. Entretanto, se várias cargas diferentes<br />
agem sobre a viga, a aplicação do método torna-se<br />
roais cansativa porque será preciso escrever funções<br />
separadas de carga ou momento para cada região da<br />
viga. Além disso, a integração dessas funções requer o<br />
cálculo de constantes de integração utilizando-se condições<br />
de contorno e/ou de continuidade. Por exemplo,<br />
a viga mostrada na Figura 12.14 requer que sejam<br />
escritas quatro funções de momento que o descrevem<br />
nas regiões AB, BC, CD e DE. Quando aplicarmos<br />
a relação momento/curvatura, EI d2vldx2 = M, e integrarmos<br />
cada equação de momento duas vezes, teremos<br />
de calcular oito constantes de integração. Esse<br />
cálculo envolverá duas condições de contorno que exigem<br />
deslocamento nulo nos pontos A e E e seis condições<br />
de continuidade para a inclinação, bem como<br />
para o deslocamento nos pontos B, C e D.<br />
Mo<br />
c<br />
Figura 12.14<br />
w<br />
rrrnnE<br />
_<br />
D<br />
_ji<br />
Nesta seção, discutiremos um método para determinar<br />
a equação da linha elástica para uma viga com<br />
cargas múltiplas utilizando uma única expressão, ou formulada<br />
em função da carga sobre a viga, w = w(x), ou<br />
em função do momento interno da viga, M = M(x).<br />
Se a expressão para w for substituída em EI d4v/dx4<br />
= -w(x) e integrada quatro vezes, ou a expressão<br />
para M for substituída em EI d2v/dx2 = M(x) e integrada<br />
duas vezes, as constantes de integração serão<br />
determinadas somente pelas condições de contorno.<br />
Visto que as equações de continuidade não serão<br />
envolvidas, a análise será muito simplificada.<br />
Funções de descontinuidade. Para expressar<br />
a carga sobre a viga ou o momento interno dentro<br />
dela usando uma única expressão, utilizaremos dois tipos<br />
de operadores matemáticos conhecidos como ftmções<br />
de descontinuidade.<br />
de<br />
Para a finalidade de deflexão<br />
em vigas ou eixos, podemos usar as funções de<br />
Macaulay, nome do matemático W. H. Macaulay, para<br />
descrever cargas distribuídas. Elas podem ser escritas,<br />
na forma geral, como<br />
(x - a)n = { O<br />
(x - at<br />
n ;o:: O<br />
para x < a<br />
para x ;::: a (12.11)<br />
Aqui, x representa a coordenada da posição de um<br />
ponto ao longo da viga, e a é o local na viga onde ocorre<br />
'descontinuidade', a saber, o ponto onde uma carga<br />
distribuída começa. Observe que a função de Macaulay<br />
Carga<br />
Função da carga<br />
w= w(x)<br />
Cisalhamento<br />
Momento<br />
V= -jw(x)dx M =fVdx<br />
(1) Mo<br />
\\\<br />
. ,\<br />
l<br />
IV = M0 -z<br />
V= -M0-1 M = -M0 0<br />
(2) p<br />
l<br />
I<br />
<br />
(3) IV o<br />
mum<br />
I<br />
-;__.j<br />
(4) Inclinação m<br />
)r(l1<br />
t=- <br />
IV = P-1<br />
w = w0 0<br />
w = m1<br />
V= -P 0 M= -P1<br />
V= -IV01 M = - Wo z<br />
2 '<br />
V= -m 2<br />
2<br />
M = -n 3