Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

302 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
Vaso esférico. Aqui, a tensão máxima ocorre em qualquer
das duas direções perpendiculares em um elemento do vaso
(Figura 8.2a). Pela Equação 8.3, temos
140N/mm2 =
p(600 mm)
2(12mm)
p = 5,6 N/mm2
Resposta
OBSERVAÇÃO: Embora seja mais difícil de fabricar, o vaso
de pressão esférico suportará duas vezes mais pressão do
que um vaso cilíndrico.
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8.1. Um tanque esférico de gás tem raio interno r = 1,5 m.
Se for submetido a uma pressão interna p = 300 kPa, determine
a espessura exigida para que a tensão normal máxima
não ultrapasse 12 MPa.
8.2. Um tanque esférico pressurizado deverá ser fabricado
com aço de 12 mm de espessura. Se for submetido a uma
pressão interna p = 1,4 MPa, determine seu raio externo
para que a tensão normal máxima não ultrapasse 105 MPa.
8.3. A figura mostra duas alternativas para apoiar o cilindro
de parede fina. Determine o estado de tensão na parede
do cilindro para ambas as alternativas, se o pistão P provocar
uma pressão interna de 0,5 MPa.A parede tem espessura de
6 mm, e o diâmetro interno do cilindro é 200 mm.
8.5. O tubo de extremidade aberta tem parede de espessura
2 mm e diâmetro interno 40 mm. Calcule a pressão que
o gelo exerceu na parede interna do tubo para provocar a
ruptura mostrada na figura. A tensão máxima que o material
pode suportar na temperatura de congelamento é a . = 360
MPa. Mostre como a tensão age sobre um pequeno '" lemento
de material imediatamente antes de o tubo falhar.
Problema 8.5
8.6. O tubo de extremidade aberta feito de cloreto de polivinil
tem diâmetro interno de 100 mm e espessura de 5 mm.
Se transportar água corrente à pressão de 0,42 MPa, determine
o estado de tensão nas paredes do tubo.
Problema 8.6
8.7. Se o fluxo de água no interior do tubo do Problema
8.6 for interrompido devido ao fechamento de uma válvula,
determine o estado de tensão nas paredes do tubo. Despreze
o peso da água. Considere que os apoios exercem somente
forças verticais sobre o tubo.
(a)
P1·oblema 8.3
*8.4. O tanque do compressor de ar está sujeito a uma pressão
interna de 0,63 MP a. Se o diâmetro interno do tanque for 550 mm
e a espessura da parede for 6 mm, determine as componentes da
tensão que agem no ponto A. Desenhe um elemento de volume
do material nesse ponto e mostre os resultados no elemento.
(b)
Problema 8.7
*8.8. A cinta de aço A -36 tem 50 mm de largura e está presa
ao redor do cilindro rígido liso. Se os parafusos forem apertados
de modo que a tração neles seja 2 kN, determine a tensão
normal na cinta, a pressão exercida sobre o cilindro e a
distância até onde metade da cinta estica.
Problema 8.8
Problema 8.4
8.9. Inicialmente, a cinta de aço inoxidável 304 está per
feitamente ajustada em torno do cilindro rígido liso. Se
ela for submetida a uma queda de temperatura não lí .
near
!J..T = 12 sen2 ooc, onde (! é dado em radianos, deterrmne a
tensão circunferencial na cinta.