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Esforços de Flexão

Trabalho por Fabio Peres de Lima, estudante de Engenharia @ , Em 28/07/2005

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ESFORÇOS DE FLEXÃO

Campos dos Goytacazes - RJ

2005

"Dedicamos este trabalho acadêmico à memória do Prof. Jorge Fuly, no qual dedicou anos de sua vida em pró da formação de novos profissionais, sempre buscando nos mostrar a realidade que encontraremos em nosso futuro."

"Agradecemos a dedicação dos professores da Engenharia de Produção, nos quais estão sempre buscando dar o melhor de si para a formação de profissionais em nível de excelência."


INTRODUÇÃO

O esforço de flexão configura-se em uma peça, quando esta sofre ação de cargas cortantes, que venham a originar um momento fletor significativo.

Um elemento linear de estrutura (viga) desenvolve em suas secções transversais solicitações de Movimento Fletor (Mf) e Esforço Cortante, sendo o momento fletor o responsável pela flexão e o esforço cortante responsável pelo cisalhamento de uma viga.

O esforço cortante, muitas vezes, tem influência desprezível no comportamento da peça. Porém, inicialmente, iremos classificar flexão como Pura e Simples.

Convencionamos por x e y os eixos principais de inércia da secção transversal da viga. Iremos chamar de Plano de Solicitações (PS) onde se desenvolvem as cargas. A posição deste plano poderá ser a mais diversa possível.

De acordo com as observações citadas acima, poderemos classificar flexão em RETA (para secção x e y) e OBLÍQUA (quando o PS é desviado em relação aos eixos de inércia).

De acordo com o que foi dito acima, teremos a seguinte classificação:


1 FLEXÃO SIMPLES RETA

É o caso mais simples e o mais comum de flexão. Podemos ainda dizer que na flexão natural é o plano de solicitações que contém as cargas de peso.

A flexão simples reta se caracteriza pela ação do momento fletor em torno de apenas um dos eixos principais de inércia, sem a presença de esforço normal. De maneira geral, nos casos de flexão simples reta, o momento fletor é acompanhado de esforço cortante.

Nas peças solicitadas a flexão, em geral, podemos encontrar tensões devidas a compressão paralela entre as fibras, tração paralela às fibras, cisalhamento paralelo às fibras, compressão normais às fibras. Além disso, a peça sofre deformação e apresenta deslocamento de seus pontos.

O início da ruptura por flexão simples reta se dá com a formação de minúsculas falhas de compressão paralela entre as fibras, que evoluem para enrugamentos macroscópicos de compressão, típicos da plastificação do material. Com a plastificação da região comprimida, as tensões de tração se elevam e a ruptura do material ocorre por tração paralela entre as fibras.

Em vigas de elevados esforços pode ocorrer a ruptura por cisalhamento. Em vigas de grande capacidade de carga, sobre apoios de pequenas dimensões, pode ocorrer o esmagamento por compressão normal na região dos pontos. Vigas não contraventadas, cuja secção transversal apresente altura muito superior a largura, podem perder a estabilidade lateral.

Desta forma, em problemas de flexão simples reta, devem ser considerados os seguintes estados limites:

  • Plastificação da borda comprimida, por tensões normais de compressão paralela às fibras;
  • Ruptura da borda tracionada, por tensões normais de tração paralela às fibras;
  • Ruptura, em alguma secção, por tensões de cisalhamento;
  • Esmagamento, na região dos apoios, por compressão normal;
  • Perda da estabilidade lateral devido às tensões de compressão.

Além dos estados citados, deve-se considerar, também, o estado limite de utilização caracterizado pela deformação excessiva da peça.

1.1 VÃO

Considera-se como vão teórico (l ) o menor dos seguintes valores:

  • A distância entre eixos dos apoios (l1);
  • O vão livre (l0) acrescido da altura da secção transversal da peça h no meio do vão (l2 = l0 + h), não se considerando