Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

TENSÃO 21
(a)
(a)
F
F
Tméd
v
(b)
v
(c)
Figura 1.20
(b)
F
A ação da distribuição da tensão de cisalhamento
média sobre as seções é mostrada na Figura 1.20c. Observe
que r méd
está na mesma direção de V, uma vez
que a tensão de cisalhamento deve criar forças associadas
e que todas elas contribuem para a força resultante
interna V na seção analisada.
O caso de carregamento discutido na Figura 1.20 é um
exemplo de cisalhamento simples ou direto, visto que o
cisalhamento é causado pela ação direta da carga aplicada
F. Esse tipo de cisalhamento ocorre frequentemente
em vários tipos de acoplamentos simples que utilizam parafusos,
pinos, material de solda etc. Todavia, em todos esses
casos, a aplicação da Equação 1.7 é apenas uma aproximação.
Uma investigação mais exata da distribuição
da tensão de cisalhamento na seção crítica revela, muitas
vezes, que ocorrem tensões de cisalhamento no material
muito maiores do que as previstas por essa equação. Embora
isso possa acontecer, a aplicação da Equação 1.7 é,
de modo geral, aceitável para muitos problemas de engenharia
envolvendo projeto e análise. Por exemplo, as
normas de engenharia permitem sua utilização para o
cálculo das dimensões de elementos de fixação como
parafusos e para obtenção da resistência de fixação de
juntas sujeitas a cargas de cisalhamento. A propósito, dois
tipos de cisalhamento que ocorrem frequentemente na
prática merecem tratamento separado.
Cisahamento simples. As juntas de aço e
madtra mostradas nas Figuras 1.21a e 1.21c, respcttvamente,
são exemplos de acoplamentos de
tsalhamento simples normalmente denominados
]Untas sobrepostas. Nesse caso, consideraremos que
o elemntos .
são finos e que a porca na Figura 1.21a
nao esta mUito apertada, o que nos permite desprezar
o atrito entre os elementos. Se fizermos um
corte entre os elementos, obteremos os diagramas
F
(c)
(d)
Figura 1.21
de corpo livre mostrados nas Figuras 1.21b e 1.21d.
Sendo os elementos finos, podemos desprezar o momento
criado pela força F. Por consequência, para
equilíbrio, a área da seção transversal do parafuso
na Figura 1.21b e a superfície de fixação entre os elementos
na Figura 1.21d estão sujeitas somente a uma
única força de cisalhamento simples V = F. Essa força
é usada na Equação 1.7 para determinar a tensão
de cisalhamento média que age na seção mais clara
da Figura 1.21d.
Cisalhamento duplo.
F
Quando a junta é construída
como mostra a Figura 1.22a ou 1.22c, duas superfícies
de cisalhamento devem ser consideradas. Esses
tipos de acoplamentos são normalmente denominados
juntas de dupla superposição. Se fizermos um corte entre
cada um dos elementos, os diagramas de corpo livre
do elemento central serão como os mostrados nas