Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

luis.carlos.silva
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16.09.2020 Views

366 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS200(10-6)+2 sen[2(60°)]Ey• = -13,4(10-6)RespostaEsses resultados tendem a distorcer o elemento como mostraa Figura 10. 6c.Um elemento diferencial de material em um pontoestá sujeito a um estado plano de deformação definido porEx = -350(10-6), EY 200(10-6), = 'Yxv = 80(10-6), que tendea distorcer o elemento como mostra a Figura 10.7a. Determineas deformações principais no ponto e a orientação doelemento associada.y'Yxy2(-350 - 200)(10-6)Assim, 2()P= -8,28° e -8,28° + 180° = 171,72°, dequemodo()P = -4,14° e 85,9°RespostaCada um desses ângulos é positivo se medido no sentidoanti-horário, do eixo x para as normais dirigidas para foraem cada face do elemento (Figura 10. 7b ).Deformações principais. As deformaçõesdeterminadas pela Equação 10.9. Temosprincipais sãoEx +Elz- ---Ey )(Ex - Ey)2 (/'xy)2± ---' + -2 2 2(-350 + 200)(10-6)2_yy '(a)RespostaPodemos determinar qual dessas duas deformações distorceo elemento na direção x aplicando a Equação 10.5 ' com() = -4,14°.Assim,Ex +Ex• .Ey Ex - Ey /'xy= -- 2 - + ---cos 20 +2 -sen 2 20E2 d x'(b)80(10-6)+ 2 sen2(-4,14o)SOLUÇÃOFigura 10.7Orientação do elemento. Pela Equação 10.8 temosPor consequência, E x , = E2. Quando sujeito às deformçõe ; 'principais, o elemento é distorcido, como mostra a FJgur'110.7b.

TRANSFORMAÇÃO DA DEFORMAÇÃO 367( Ex - Ey)Orientação do elemento.tg20s = - --- =YxyPela Equação 10.10 temos(-350 - 200)(10-6)80(10-6)Assim, 20, = 81,72° e 81,72° + 180° = 261,72°, de modo queOs = 40,9° e 13PObserve que essa orientação está a 45a em relação à mostradana Figura 10. 7b no Exemplo 10.2 , como esperado.Deformação por dsalhamento máxima no plano. Aplicandoa Equação 10.11, obtemos2 (Y +(Y= [ )(-350 ; 2ooy + CY}10_6)')'looo = 556(10- 6)Respostao sinal adequado de y máx no p lano pode ser obtido pela aplicaçãoda Equação 10.6 com Os = 40,9°. TemosYx'y' Ex - Ey Yxy- =2 ----sen20 2 + -cos20 2= - (-350 2 - 200 )(1o-6) sen2(40,9a)Assim, Y máxno p lano tende a distorcer o elemento de modo queo ângulo reto entre dx' e dy' diminui (convenção de sinalAlém disso, há deformações normais médias associadas impostasao elemento que são determinadas pela Equação 10.12:positivo) (Figura 10.8b).E • = Ex + Ey = -350 + 200 (10- 6) = _75(10-6)med2 2Essas deformações tendem a provocar contração no elemento(Figura 10.8b).*1 0.3 Círculo de Mohr - planode deformaçãoVisto que as equações de transformação do estadoplano de deformação são matematicamente semelhantesàs de transformação do estado plano detensão, também podemos resolver problemas queenvolvem a transformação da deformação usando ocírculo de Mohr. Essa abordagem tem a vantagemde possibilitar a visualização gráfica da variação dascomponentes das deformações normal e por cisalhamentoem um ponto de uma orientação do elementopara outra.Como no caso da tensão, o parâmetro (} nas equações10.5 e 10.6 pode ser eliminado e o resultado, rescritona formayyy'(a)FigUl'a 10.8(b)

366 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

200(10-6)

+

2 sen[2(60°)]

Ey• = -13,4(10-6)

Resposta

Esses resultados tendem a distorcer o elemento como mostra

a Figura 10. 6c.

Um elemento diferencial de material em um ponto

está sujeito a um estado plano de deformação definido por

Ex = -350(10-6), EY 200(10-6), = 'Yxv = 80(10-6), que tende

a distorcer o elemento como mostra a Figura 10.7a. Determine

as deformações principais no ponto e a orientação do

elemento associada.

y

'Yxy

2

(-350 - 200)(10-6)

Assim, 2()P

= -8,28° e -8,28° + 180° = 171,72°, de

que

modo

()P = -4,14° e 85,9°

Resposta

Cada um desses ângulos é positivo se medido no sentido

anti-horário, do eixo x para as normais dirigidas para fora

em cada face do elemento (Figura 10. 7b ).

Deformações principais. As deformações

determinadas pela Equação 10.9. Temos

principais são

Ex +

Elz- ---

Ey )(Ex - Ey)2 (/'xy)2

± ---

' + -

2 2 2

(-350 + 200)(10-6)

2

_

y

y '

(a)

Resposta

Podemos determinar qual dessas duas deformações distorce

o elemento na direção x aplicando a Equação 10.5 ' com

() = -4,14°.Assim,

Ex +

Ex• .

Ey Ex - Ey /'xy

= -- 2 - + ---cos 20 +

2 -sen 2 20

E2 d x'

(b)

80(10-6)

+ 2 sen2(-4,14o)

SOLUÇÃO

Figura 10.7

Orientação do elemento. Pela Equação 10.8 temos

Por consequência, E x , = E2. Quando sujeito às deformçõe ; '

principais, o elemento é distorcido, como mostra a FJgur'1

10.7b.

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