Introdução à Mecânica dos Sólidos (LOM3081) Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de Lorena Departamento de Engenharia de Materiais Introdução à Mecânica dos Sólidos (LOM3081) Prof. Dr. João Paulo Pascon

Prof. Dr. João Paulo Pascon Engenheiro Civil (UFSCar, 2001-2005) Pós-graduação em Engenharia de Estruturas (USP São Carlos): Mestrado (2006-2008) Doutorado (2008-2012) Pós-doutorado (2012-2013) Professor Doutor na EEL desde Agosto/2013 Área de pesquisa: Mecânica Computacional

Regras da disciplina Faltas reprovam Celulares e notebooks desligados Datas das provas não poderão ser alteradas Provas sem consulta Fórmulas são dadas

Ementa Júpiter 1. Considerações fundamentais 2. Barras sob carga axial 3. Análise de tensão e deformação 4. Relações tensão-deformação REC (todo o conteúdo) P1 P2

Bibliografia recomendada J.M. GERE. Mecânica dos Materiais F.P. BEER, E.R. JOHNSTON, J.T. DeWOLF. Resistência dos Materiais R.C. HIBBELER. Resistência dos Materiais A. HIGDON, E.H. OHLSEN, W.B. STILES, J.A. WEESE, W.F. RILEY. Mecânica dos Materiais

Material de apoio 1) Xérox (Campus 1) 2) http://sistemas.eel.usp.br/docentes/visualizar.php?id=3480026 Material.pdf Aulas (ppt) Listas (pdf) Respostas das listas (pdf) Dúvidas: DEMAR ou jppascon@usp.br

Iniciação científica (IC) Simulação numérica (Método dos Elementos Finitos) Bolsa Fapesp (fluxo contínuo) Bolsa PIBIC (prazo definido) Alternativa: sem bolsa

1. Considerações fundamentais 1.1. Propósito da Mecânica dos Sólidos 1.2. Carregamentos e Esforços Solicitantes 1.3. Tensão Normal e Tensão Cisalhante 1.4. Tensões admissíveis

1.1. Propósito da Mecânica dos Sólidos Estática dos Corpos Rígidos: LOM3099 – Estática LOM3100 – Dinâmica Estática dos Corpos Deformáveis: LOM3081 – Introdução à Mecânica dos Sólidos LOM3101 – Mecânica dos Materiais LOB1024 – Mecânica

1.1. Propósito da Mecânica dos Sólidos Estática dos Corpos Deformáveis Resistência do material Deformabilidade da estrutura

1.1. Propósito da Mecânica dos Sólidos Base para projeto de componentes mecânicos e estruturais

1.2. Carregamentos e Esforços Solicitantes Tipos de cargas Reações de apoio (vínculos) Diagrama de corpo livre (DCL) Esforços Solicitantes

Exemplo 1.1. Esforços Solicitantes Traçar o diagrama de esforço normal (N)

Exemplo 1.2. Esforços Solicitantes Determinar o esforço normal (N) na haste AB, e a cortante (V) nos pinos A, B e D (supondo corte simples).

Exemplo 1.3. Esforços Solicitantes Calcular o esforço normal nas barras BD e CE, e o esforço cortante nos pinos B e C.

Ensaio de tração uniaxial

1.3. Tensão Normal e Tensão Cisalhante Resultante de forças num plano qualquer (R): Componentes de R Tensões médias Tensão no ponto Convenção de sinais Unidade

Procedimento de análise a) Diagrama de corpo livre b) Reações de apoio (ou forças de ligação) c) Esforços solicitantes d) Identificar as áreas (ou planos) sob tensão e) Cálculo das tensões médias LOB1024 LOM3081

Exemplo 1.4. Tensão Normal Média Determinar a tensão normal média na haste do pistão.

Exemplo 1.5. Tensão Cisalhante Média Se o diâmetro da barra AB é 5/8 in., e b = 2 in., determinar as tensões médias na madeira, e a tensão cisalhante média na barra AB.

Exemplo 1.6. Tensões Médias em Planos Inclinados Se P = 5 kN, determinar as tensões médias no plano de ligação entre as duas partes.

Exemplo 1.7. Tensões Médias Determinar as tensões normais médias nas barras AB e BC, e as tensões cisalhantes médias na cola em B e nos pinos A, C, D e E. Espessura das barras = ¼ in. Diâmetro dos pinos = 3/8 in.

1.4. Tensões admissíveis Níveis seguros de tensão (projeto e dimensionamento) Incertezas de cálculo Método do Fator de segurança (FS)

1.4. Tensões admissíveis Acoplamentos (ligações) simples: Elemento sob normal Elemento sob cortante (cortes simples e duplo) Cisalhamento provocado por carga axial

Exemplo 1.8. Ligações Simples Dimensionar o sistema (diâmetro dos parafusos e espessura das chapas). Dados: FS = 2,5; tensão normal de ruptura das chapas = 200 MPa; tensão de ruptura por cisalhamento dos parafusos = 350 MPa.

Exemplo 1.9. Cisalhamento por Carga Axial Dimensionar o diâmetro (d) da barra com base em sua tensão normal admissível de 100 MPa, e o comprimento (L) com base na tensão cisalhante admissível entre os materiais de 4 MPa. Dado: carga P = 2 tf.

Tópicos Diagrama de corpo livre Reações de apoio Esforço normal interno em barras (diagrama e convenção de sinal) Esforço cortante interno em parafusos (ou pinos) Tensão (definição, componentes, unidades, convenção de sinal) Tensões admissíveis (fator de segurança)