Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

luis.carlos.silva
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386 RESISTNCIA DOS MATERIAIS*10.52. Um material está sujeito às tensões principais uu Y. Determine a orientação e de um extensômetro coloado em um ponto, de modo que sua leitura da deformaçãonormal responda apenas a u Y , e não a ux. As constantes domaterial são E e v.yque <,c!llÍ'( 'onbos, ',·,péda p<Problema 10.4810.49. Uma haste tem raio de 10 mm. Se estiver sujeita auma carga axial de 15 N tal que a deformação axial na hasteseja Ex = 2,75(10-6), determine o módulo de elasticidade E ea mudança em seu diâmetro. v = 0,23.10.50. Um extensômetro colocado no plano vertical sobre asupetfícietubo dá umaextemaleituraa um ângulo de 60° em relação ao eixo doEA = -250(10-6) no ponto A.a força verticalDetermineP, se o tubo tiver diâmetro extemo de 25 mm ediâmetro interno de 15 mm. O tubo é feito de bronze C86100.Problema 10.5210.53. As tensões principais em um ponto são mostradas nafigura. Se o material for alumínio, para o qual E.1 = 70 GPa ev.1 = 0,33, determine as deformações principais.'10.56lklt'l'\dO diiíiSI.nio W(\llpt'!Ítlh'I<JilllcProblema 10. 5010.51. Um extensômetro colocado no plano vertical sobrea superfície externa a um ângulo de 60° em relação ao eixodo tubo dá uma leitura E A = -250(10-6) no ponto A.mine as deformações principais no tubo no pontoDeter­A. O tubotem diâmetro externo de 25 mm e diâmetro interno de 15mm e é feito de bronze C86100.Problema 10. 51Problema 10. 53lOS MPa10.54. Um vaso de pressão cilíndrico de parede fina temraio interno r, espessura t e comprimento L. Se for submetidoa uma pressão interna p, mostre que o aumento em seuraio interno é dr = rE1 = pr 2 (1 - 1!2v)/Et e o aumento emseu comprimento é D.L = pLr(l/2 - v)/Et. Com esses resultados,mostre que a mudança no volume interno torna-edV = 1Tr2(1 + E)Z(l + E2)L - m:J.L. Visto que E1 e E2 saquantidades pequenas, mostre também que a mudançaonovolume por unidade de volume, denominada deformação volwnétrica,pode ser expressa como dV/V = pr(2,5 -2v)!Et.fechadas com tampas semiesféricas para reduzir a tensão de10.55. As extremidades do vaso de pressão cilíndrico sãoflexão que ocorreria se as tampas fossem planas. As tensõesde flexão nas linhas de junção entre as tampas e o corpo po ­dem ser eliminadas com a escolha adequada das espessura't11 e te das tampas e do cilindro, respectivamente. Isso requer111.!\ll.IIIÍIIÍO (j'dlil' Sla kntddorn1'"ill llll

·---TRANSFORMAÇÃO DA DEFORMAÇÃO 387nsão radial seja a mesma para o cilindro e para asexpaMostre que essa relação é f/t11 = (2 - v)/(1 - v).que 0 vaso é feito , do mesmo mat . eri . al e que amesemiesferas, tem o mesmo raiO mterno. Se ado cilindro for 12 mm, qual será a espessura exigiassemiesferas? Considere v = 0,3.10.59. O vaso de pressão cilíndrico de parede fina com raiointerno r e espessura t é submetido a uma pressão internap. Se as constantes do material forem E e v, determine asdeformações nas direções circunferencial e longitudinal.Com esses resultados, calcule o aumento no diâmetro e nocomprimento de um vaso de pressão de aço cheio de ar esob pressão manométrica de 15 MPa. O vaso tem 3 m decomprimento, raio interno de 0,5 m e espessura da paredede 10 mm. E aço = 200 GPa, v aço = 0,3.*10.60.ma 10.59.Estime o aumento no volume do tanque do Proble­Dica: Use os resultados do Problema 10.54 comoconfirmação.Problema 10. 55tubo de aço A -36 está sujeito à carga axiala mudança no volume do material apósdea aplicacarga.60 kN.30 mm 40 mm1 -- 0,S m ---1Problema 10. 56A cavidade de um corpo rígido liso está cheia com alumílíquido.Quando frio, o líquido fica a 0,3 mm da partecavidade. Se essa parte superior for coberta e a temaumentarl10°C, determine as componentes da tensãotl;,•"r eu, no alumínio. Dica: Use a Equação 10.18 com um termolldieional a8T para a deformação (Equação 4.4).A cavidade de um corpo rígido liso está cheia com alull!fulo6061-T6líquido. Quando fiio, o líquido fica a 0,3 mm da.J!Iírte superior da cavidade. Se essa parte superior não for coberta-temperatura aumentar l10°C, determine as componentes dalflll'onnação E,, E Ye Ez no alumínio. Dica: Use as Equações 10.18í!{lm um termo adicional aô.Tpara a deformação (Equação 4.4).Problemas 10.59/6010.61. Um material macio está confinado no interior de umcilindro rígido que repousa sobre um suporte rígido. Considerandoque Ex = O e E Y= O, determine qual será o fator deaumento do módulo de elasticidade quando é aplicada umacarga, se v = 0,3 para o material.XzIpyzI0,3 mm·il51 mm.. OOmml ···&..--L. yProblema 10. 6110. 62. Um vaso de pressão esférico de parede fina com raiointerno r e espessura t é submetido a uma pressão interna p.Mostre que o aumento de volume no interior do vaso é ô. V =(2p7Tr4/Et)(1 - v). Use uma análise de pequenas deformações.*1 0.7 Teorias de falhasProblemas 10.57/58Quando um engenheiro enfrenta o problema deexecutar um projeto utilizando um material específico,torna-se importante estabelecer um limite superiorpara o estado de tensão que define a falha do mate-

386 RESISTNCIA DOS MATERIAIS

*10.52. Um material está sujeito às tensões principais u

u Y

. Determine a orientação e de um extensômetro coloa

do em um ponto, de modo que sua leitura da deformação

normal responda apenas a u Y , e não a ux. As constantes do

material são E e v.

y

que <

,c!llÍ'

( 'on

bos, '

,·,pé

da p<

Problema 10.48

10.49. Uma haste tem raio de 10 mm. Se estiver sujeita a

uma carga axial de 15 N tal que a deformação axial na haste

seja Ex = 2,75(10-6), determine o módulo de elasticidade E e

a mudança em seu diâmetro. v = 0,23.

10.50. Um extensômetro colocado no plano vertical sobre a

supetfície

tubo dá uma

extema

leitura

a um ângulo de 60° em relação ao eixo do

EA = -250(10-6) no ponto A.

a força vertical

Determine

P, se o tubo tiver diâmetro extemo de 25 mm e

diâmetro interno de 15 mm. O tubo é feito de bronze C86100.

Problema 10.52

10.53. As tensões principais em um ponto são mostradas na

figura. Se o material for alumínio, para o qual E.1 = 70 GPa e

v.1 = 0,33, determine as deformações principais.

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Problema 10. 50

10.51. Um extensômetro colocado no plano vertical sobre

a superfície externa a um ângulo de 60° em relação ao eixo

do tubo dá uma leitura E A = -250(10-6) no ponto A.

mine as deformações principais no tubo no ponto

Deter­

A. O tubo

tem diâmetro externo de 25 mm e diâmetro interno de 15

mm e é feito de bronze C86100.

Problema 10. 51

Problema 10. 53

lOS MPa

10.54. Um vaso de pressão cilíndrico de parede fina tem

raio interno r, espessura t e comprimento L. Se for submetido

a uma pressão interna p, mostre que o aumento em seu

raio interno é dr = rE1 = pr 2 (1 - 1!2v)/Et e o aumento em

seu comprimento é D.L = pLr(l/2 - v)/Et. Com esses resultados,

mostre que a mudança no volume interno torna-e

dV = 1Tr2(1 + E)Z(l + E2)L - m:J.L. Visto que E1 e E2 sa

quantidades pequenas, mostre também que a mudança

o

no

volume por unidade de volume, denominada deformação volwnétrica,

pode ser expressa como dV/V = pr(2,5 -2v)!Et.

fechadas com tampas semiesféricas para reduzir a tensão de

10.55. As extremidades do vaso de pressão cilíndrico são

flexão que ocorreria se as tampas fossem planas. As tensões

de flexão nas linhas de junção entre as tampas e o corpo po ­

dem ser eliminadas com a escolha adequada das espessura'

t11 e te das tampas e do cilindro, respectivamente. Isso requer

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