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FA-023 – Adequação Trator-implemento Prof. Paulo Graziano Magalhães Domingos Guilherme Cerri.

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1 FA-023 – Adequação Trator-implemento Prof. Paulo Graziano Magalhães Domingos Guilherme Cerri

2 Introdução l esforços mecânica de solos compressivos ou tensional solos os cedem ao longo de superfícies de fratura definidas. l Os engenheiros civis acharam esta hipótese suficiente para calcular cargas de ruptura e a elevação em fundações.

3 l Payne, executou os primeiros experimentos l Hipótese: As curvas típicas de tensão-deformação seriam válidas apenas para os esforços abaixo dos que causam ruptura. ó na vizinhança imediata de um implemento em movimento, onde existem tensões grandes o suficiente para causar o rompimento do solo a teoria da plasticidade é a que deve prevalecer.

4 Aplicação da teoria. è solos homogêneos artificiais exibem um padrão de ruptura regular sob a influência de uma lâmina em movimento. è no campo, as características principais são idênticas. l Terzaghi: O solo está inicialmente, todo em estado de equilíbrio elástico.

5 l A medida que a lamina move-se, uma zona de solo imediatamente à frente é gradualmente levado ao estado de equilíbrio plástico. l Isto quer dizer que um aumento maior no esforço não afetará a condição de tensão, mas sim levará o solo a romper-se.

6 l a tensão máxima acontece no instante que o solo atinge o ponto de ruptura, l caindo rapidamente para um valor 30% abaixo do seu máximo

7 l A figura mostra a convenção de tensões adotadas para solos e o resultado gráfico das equações de Mohr Mecânica do Solo (Cont.)

8 Equação de Coulomb Equação de Coulomb

9 Mecânica do Solo (Cont.)

10 l O limite de tensão forma duas linhas retas no gráfico formando ângulos com o eixo n, e interceptando o eixo em c. É possível para um solo obedecer simultaneamente as leis de Coulomb para fricção e coesão e a descrição de Mohr de equilíbrio. Mecânica do Solo (Cont.)

11 l O ângulo do plano relativo de ruptura com o plano 1 pode ser calculado por: f = ( /4 + /2) l Deve-se notar que o equilíbrio pode ser mantido somente se o círculo de Mohr tocar cada linha de limite de tensão em apenas um ponto. Mecânica do Solo (Cont.)

12 l O total de tensão de cisalhamento do material é a soma destas duas componentes. s = c + n tan (1) onde s = tensão de cisalhamento [força/área] c = coesão [força/área] n = tensão normal (tração ou compressão) tan = coeficiente de atrito interno = ângulo de atrito interno

13 Mecânica do Solo (Exercício) l Na figura é mostrado um elemento de um solo arenoso sem coesão no estado de ruptura. Encontre o ângulo de fricção interna do solo, o ângulo do plano de ruptura mostrado na figura como 1.

14 Método de Caracterização das Tensões (Cont.) l onde: = ângulo que a maior tensão principal faz com a horizontal.

15 Os planos de ruptura (são dois os possíveis planos de ruptura), são designados por e que tem o valores da tensão de cisalhamento positiva e negativa respectivamente. Estes planos fazem um ângulo com a direção da tensão principal. Método de Caracterização das Tensões (Cont.)

16 l Em um caso complexo de ruptura de solo, por movimento de terra ou por preparo de solo, o nível de tensão muda de ponto a ponto no bloco de solo. Neste caso o círculo de Mohr e a lei de Coulomb não são suficientes para calcular a variação de tensão. l Para podermos executar um projeto de um implemento de preparo de solo, o conhecimento da variação de tensões nos diferentes pontos é necessária para calcular a distribuição de pressão agindo em uma ferramenta. Método de Caracterização das Tensões (Cont.)

17 Método de Caracterização das Tensões l O método descrito no item anterior, permite localizar o plano de ruptura e combinado com as condições de equilíbrio e ruptura (limite de equilíbrio) nos fornece uma relação entre as tensões principais.

18 l A tensão média de um material tem a sua magnitude representada pelo centro do círculo de distribuição de tensões, representado por na figura acima e seu valor é dado pelas equações: Método de Caracterização das Tensões (Cont.) As variáveis e são suficientes para descrever o estado completo de tensão e deformação de solos em todas as posições no ponto de ruptura.

19 O solo vai mover-se na região ABC, onde BC representa uma linha de ruptura do solo, tendo uma tensão de cisalhamento f e uma tensão normal f. Condições de Contorno

20 Na região AC a maior tensão principal é horizontal, e o ângulo formado entre o plano de ruptura com a horizontal é sendo que a tensão é calculada pela equação: Condições de Contorno (Cont.)

21 l Outra região de interesse é ao longo da linha AB. É nesta região que desejamos conhecer as forças que estão agindo para podermos dimensionar a ferramenta. Geralmente é suficiente conhecermos a direção e o valor das tensões principais. Condições de Contorno (Cont.)

22 l Uma variação da lei de Coulomb pode ser escrita para esta interface. Condições de Contorno (Cont.) onde : c a = adesão do solo, é independente da pressão normal = angulo de fricção entre o solo e outro material. A adesão afeta a resistência do solo de dois modos, primeiro na magnitude da força que age ao longo da linha AB, e em seguida porque a força que age no solo é função da adesão.


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