Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)
ToRÇÃO 177' a! elástico-plastlco como mostra a figura. Determme o5.131. Um eixo ?e.37,5 mm de diâmetro é feito deu matert '· 1 f b 'd·0 de seu núcleo elastlco se e e or su meti o a um torquerat· · 250 d · dr "" 300N . m. Se o eiXO tiver mm e compnmento, e-termine 0 ângulo de torção.T(MPa)r"VI (rad) 'Y0,006Tr (MPa)Tuy(ud) 0,005Problema 5.1325.133. O eixo é feito de um material elástico perfeitamenteplástico como mostra a figura. Determine o torque que o eixopode transmitir se o ângulo de torção admissível for 0,375 rad.Determine também o ângulo de torção permanente, uma vezremovido o torque. O eixo tem 2 m de comprimento.Problema 5.131'5.132. Um torque é aplicado ao eixo que tem raio de 100 mm.Se o material obedecer a uma relação tensão-deformaçãopor cisalhamento de r = 20y1!3 MP a, determine o torque quedeve ser aplicado ao eixo de modo que a máxima deformaçãopor cisalhamento se torne 0,005 rad.(MPa)r150v/·u0,001875Problema 5.133(rad) 'YTo rque provoca torção em um eixo com seção transver.sal circular, de modo que a deformação por cisalhamentono eixo é proporcional à sua distância radial do centrodo eL'<o. Contanto que o material seja homogêneo e a leiHooke se aplique, a tensão de cisalhamento é deterpelafórmula da torção,Tpr = - Jprojeto de um eixo exige a determinação de um parâgeométrico,J TC='radmTTvezes, a potência gerada por um eixo rotativo.mformada, caso em que o torque é determinado por""' Tw.
5. 1IIII<I (178 RESISTNCIA DOS MATERIAISo ângulo de torção de um eixo circular é determinadopor_<P-lo{L T(x) dxJGSe o torque e JG forem constantes, entãoTL<P = 22-JGPara aplicação e para termos certeza de que o materialnão escoará, mas permanecerá linear elástico, é necessáriousar uma convenção de sinal para o torque interno.Se o eixo for estaticamente indeterminado, então ostorques de reação são determinados por equilíbrio,compatibilidade de torção e relação torque-torção, talcomo cp = TLIJG.I5.pltkIIIEixos maciços não circulares tendem a entortar para forado plano quando submetidos a um torque. Há fórmulasdisponíveis para determinar a tensão de cisalhamentoelástica e a torção para esses casos.A tensão de cisalhamento em tubos é determinada considerando-seo fluxo de cisalhamento no tubo. Considera-seque a tensão de cisalhamento em cada espessura tdo tubo seja constante. Seu valor é determinado porl'l'T'Tméd =2tA mOcorrem concentrações de tensão em eixos quando aseção transversal muda repentinamente. A tensão de cisalhamentomáxima é determinada com a utilização deum fator de concentração de tensão K que, por sua vez,é determinado por meios experimentais e representadoem forma gráfica. Uma vez obtido o fator,'5.Jli ÍP"I' C[li III
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5. 1
IIII
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178 RESISTNCIA DOS MATERIAIS
o ângulo de torção de um eixo circular é determinado
por
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{L T(x) dx
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Se o torque e JG forem constantes, então
TL
<P = 22-
JG
Para aplicação e para termos certeza de que o material
não escoará, mas permanecerá linear elástico, é necessário
usar uma convenção de sinal para o torque interno.
Se o eixo for estaticamente indeterminado, então os
torques de reação são determinados por equilíbrio,
compatibilidade de torção e relação torque-torção, tal
como cp = TLIJG.
I
5.
pl
tk
III
Eixos maciços não circulares tendem a entortar para fora
do plano quando submetidos a um torque. Há fórmulas
disponíveis para determinar a tensão de cisalhamento
elástica e a torção para esses casos.
A tensão de cisalhamento em tubos é determinada considerando-se
o fluxo de cisalhamento no tubo. Considera-se
que a tensão de cisalhamento em cada espessura t
do tubo seja constante. Seu valor é determinado por
l'l'
T
'Tméd =
2tA m
Ocorrem concentrações de tensão em eixos quando a
seção transversal muda repentinamente. A tensão de cisalhamento
máxima é determinada com a utilização de
um fator de concentração de tensão K que, por sua vez,
é determinado por meios experimentais e representado
em forma gráfica. Uma vez obtido o fator,
'5.
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