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CISALHAMENTO As uniões aparafusadas ou rebitadas sujeitas a cisalhamento são tratadas da mesma forma. A figura mostra uma união rebitada sujeita a cisalhamento.

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1 CISALHAMENTO As uniões aparafusadas ou rebitadas sujeitas a cisalhamento são tratadas da mesma forma. A figura mostra uma união rebitada sujeita a cisalhamento. Existem várias formas desta união falhar:

2 CISALHAMENTO A figura mostra uma falha por flexão do rebite ou das peças rebitadas. O momento fletor é aproximadamente M=F.t/2, onde F é a força cisalhante e t é a espessura da junta. Desprezando-se a concentração de tensões, a tensão de flexão nas peças ou no rebite é Onde I/c é o módulo da seção para a peça mais fraca ou para um ou mais rebites, dependendo da tensão que deva ser achada.

3 CISALHAMENTO O cálculo da tensão de flexão feito desta maneira é uma suposição, porque não se sabe exatamente como a carga é distribuída no rebite nem as deformações relativas do rebite e das peças. Embora a equação possa ser usada para determinar a tensão de flexão, raramente ela é usada em projeto, compensam-se seus efeitos aumentando o fator de segurança.

4 CISALHAMENTO A figura mostra a falha do rebite por cisalhamento puro. A tensão no rebite é Onde A é a área da seção reta de todos os rebites do grupo.

5 CISALHAMENTO A figura mostra a ruptura, por tração pura, das peças unidas. A tensão de tração é: Onde A é a área líquida da chapa, isto é, a área da chapa menos a área de todos os furos.

6 CISALHAMENTO A figura ilustra uma falha por quebra do rebite ou da chapa. Neste tipo de falha, costuma-se considerar que os componentes das forças distribuem-se uniformemente sobre a projeção da área de contato do rebite, o que dá a tensão: A área projetada por um rebite é A=t.d. Onde t é a espessura da chapa mais fina e d é o diâmetro do rebite ou do parafuso.

7 CISALHAMENTO As figuras ilustram o cisalhamento ou o arrancamento da borda da chapa. Na prática estrutural, evita-se esta falha, afastando-se o rebite da margem, de uma distância de no mínimo 1,5 vezes o diâmetro.

8 CENTROIDE DE GRUPOS DE PARAFUSOS Na figura, os pontos A1 a A5 são as áreas da seção reta de um grupo de cinco parafusos. Estes parafusos não têm necessariamente o mesmo diâmetro. Para determinar-se a força cisalhante que age sobre cada parafuso, é necessário conhecer-se a localização do centroide do grupo de parafusos.

9 CENTROIDE DE GRUPOS DE PARAFUSOS De acordo com a estática, o centroide G é localizado pelas coordenadas: Onde x i e y i são as coordenadas dos centros dos parafusos.

10 CARREGAMENTO EXCÊNTRICO A figura mostra um exemplo de carregamento excêntrico em parafusos ou rebites.

11 Pode-se esquematizar a estrutura como uma viga indeterminada com ambas as extremidades fixas com as reações nas extremidades. CARREGAMENTO EXCÊNTRICO

12 Concentrando-se a análise nos grupos de elementos de união: O ponto O representa o centroide do grupo e supõe-se que todos os parafusos tenhas o mesmo diâmetro. Calcula-se a carga total sobre cada parafuso em 3 etapas: CARREGAMENTO EXCÊNTRICO

13 Na primeira etapa, divide-se igualmente o cisalhamento V entre os parafusos de maneira tal que cada parafuso receba F=V/n onde n é o número de parafusos do grupo e F é a carga direta ou cisalhamento primário. Note-se que uma distribuição igual da carga direta sobre os parafusos pressupõe uma peça absolutamente rígida. CARREGAMENTO EXCÊNTRICO

14 A carga momento ou cisalhamento secundário é a carga adicional em cada parafuso devido ao momento M. Sendo r A, r B, r C, etc. as distâncias radiais do centroide ao centro de cada parafuso, obtêm-se o momento e a carga que gera o momento: Onde F é a carga que gera o momento. CARREGAMENTO EXCÊNTRICO

15 A força sobre cada parafuso depende da distância, isto é, o parafuso mais afastado do centroide recebe a maior força, podendo-se escrever: O que leva a: Onde o índice n se refere ao parafuso cuja carga se deseja conhecer. CARREGAMENTO EXCÊNTRICO

16 Na terceira etapa, as cargas direta e de momento são somadas vetorialmente para obter-se a carga resultante em cada parafuso. Como usualmente todos os parafusos ou rebites são do mesmo tamanho, somente o parafuso que tiver a maior carga necessita ser considerado. CARREGAMENTO EXCÊNTRICO

17 EXERCÍCIO


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