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Problema 4 Análise de Tensão no Virabrequim. Considere o mesmo motor do Problema 1 sob a mesma rotação, porém na posição em que θ é 90 o. A seqüência.

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1 Problema 4 Análise de Tensão no Virabrequim

2 Considere o mesmo motor do Problema 1 sob a mesma rotação, porém na posição em que θ é 90 o. A seqüência de operações dos pistões e as dimensões estão indicadas na figura acima. Enunciado

3 Pontos a estudar: a.)Determinação das reações nos apoios. b.)Determinação dos esforços internos na seção crítica. c.)Determinação das tensões na seção crítica. d.)Análise do estado de tensão em pontos da seção crítica. e.)Análise dos critérios de falha. f.) Dimensionamento g.)Efeito da concentração de tensão.

4 Equações do movimento Pistão Biela Manivela G A B O

5 Compressão ou Escapamento Trabalho Admissão Forças nos mancais da biela

6 Equação do movimento para o virabrequim Equação do movimento Solução:

7 Diagrama de corpo livre

8 Em S (0.325,0,0) Em S (0.30,0.045,0.0) Cálculo do momento na seção S

9 Diagrama de corpo livre Em S (0.325,0,0) Em S (0.3,0.045,0.0)

10 Análise de tensões normais Perfil de tensão normal Momento de inércia

11 Análise de tensões normais Na seção (0.3,0.0,0.0) –Máxima tensão normal

12 Análise de tensões normais Na seção (0.30,0.045,0.0) –Máxima tensão normal

13 Análise de tensões de cisalhamento

14 Análise de tensões de cisalhamento Na seção (0.3,0.0,0.0)

15 Análise de tensões de cisalhamento Na seção (0.3,0.045,0.0)

16 O ponto crítico é periférico Estado de tensão Análise do ponto crítico numa seção qualquer QyQy y z Q `z MyMy MzMz T x x

17 Análise do ponto crítico numa seção qualquer Tensão de cisalhamento num ponto qualquer da periferia: –Devido à cortante y z Q c Qsen( - )

18 Análise do ponto crítico numa seção qualquer Tensão de cisalhamento num ponto qualquer da periferia: –Devido ao momento torçor y z T T

19 Análise do ponto crítico numa seção qualquer Tensão de cisalhamento num ponto qualquer da periferia: –Compondo as tensões:

20 Análise do ponto crítico numa seção qualquer Tensão normal num ponto qualquer da periferia: –Compondo as tensões: y z MzMz MyMy

21 O ponto crítico é periférico Estado de tensão Análise do ponto crítico na seção (0.3,0.045,0.0) 6,1 kN y z 14,2 kN 3,1 kNm 1,1 kNm 0,36 kNm x x

22 Análise do ponto crítico na seção (0.3,0.045,0.0) Critério de Tresca: –Tensão de cisalhamento máxima para o estado plano: –Parâmetros na seção: –Máxima tensão de cisalhamento máxima:

23 Análise do ponto crítico na seção (0.3,0.045,0.0) Critério de von Mises: –Tensão de von Mises para o estado plano: –Parâmetros na seção: –Máxima tensão de von Mises:

24 O ponto crítico é periférico Estado de tensão Análise do ponto crítico na seção (0.325,0.0,0.0) 6,1 kN y z 14,2 kN 2,7 kNm 0,9 kNm 1,0 kNm x x

25 Análise do ponto crítico na seção (0.325,0.0,0.0) Critério de Tresca: –Tensão de cisalhamento máxima para o estado plano: –Parâmetros na seção: –Máxima tensão de cisalhamento máxima:

26 Análise do ponto crítico na seção (0.325,0.0,0.0) Critério de von Mises: –Tensão de von Mises: –Parâmetros na seção: –Máxima tensão de von Mises:

27 Dimensionamento tendo em vista a seção crítica (0.3,0.045,0.0) Critério de von Mises: –Tensão de von Mises de von Mises: –Tensão de escoamento: 415 Mpa –Coeficiente de segurança: 3 –Tensão admissível: 138 MPa –Parâmetros: –Método iterativo:


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