Mecânica dos Sólidos Conhecendo o material (sólido) com o que se construiu uma estrutura-suporte, saberemos: Se com o material/sólido usado no suporte e em face de suas dimensões – por exemplo, a espessura, a estrutura ou resiste à solicitação ou se rompe; As deformações que ocorrerão com o sólido.

A Mecânica dos Sólidos, nos limites do nosso curso: Procurará estudar estruturas que possam ser associadas à barras de eixo retilíneo; Procurará estudar estruturas que obedeçam a uma lei, segundo a qual, se uma barra for submetida a uma carga q, ela se deformará de 2x, e se a carga for 2q a deformação será de… Procurará estudar situações de pequenas deformações; Procurará estudar estruturas onde as cargas são estáticas e não dinâmicas.

Equilíbrio das Estruturas Estruturas: “em equilíbrio ou em movimento”; Estudaremos as estruturas em EQUILÍBRIO ESTÁTICO; Uma estrutura em EQUILÍBRIO ESTÁTICO (obedece às leis da ESTÁTICA): ∑FH = 0; ∑FV = 0; ∑MT = 0; ∑MF = 0.

EXEMPLOS Pessoa em terra firme e num charco; Pessoa puxando um fio/corda; Salto do trampolim; Parafuso na madeira sendo girado/parafusado;

Notas Importantes Há estruturas que procuram, dentro de critérios, “o não equilíbrio”; Ações e Reações Externas x Esforços Internos (constituição dos sólidos); Equilíbrio é diferente de Deformação! Uma estrutura em Equilíbrio pode sofrer enormes Deformações…árvore ao vento, trampolim…

Prática 1 10N A B 6,5 um 2,1um 8,6 um

Prática 2 Momentos de Torção e Flexão D MT F L F

Prática 3 F2=4N carga distribuída = 4,2 N/m B F1=3N 3,6 um C 0,8 um convenção de sinal M+

Tipos de Esforços nas Estruturas Apesar de a estrutura estar em equilíbrio, ela poderá até se romper se os efeitos dos esforços ativos e reativos levarem à sua desintegração material. A desintegração ocorrerá se algumas partes constituintes da estrutura sofrerem valores extremos em face de: tensão de compressão, de tração, de cisalhamento puro, de torção,de esmagamento…

Tensões, Coeficientes de Segurança e Tensões Admissíveis Fórmula geral: σ = F/A (tensão limite) F = Força (por exemplo, em kgf) A = Área resistente (em cm2)

Tensão Admissível σ admissível = σ limite/CS Exemplo. A resistência média do aço é de 1.490 kgf/cm2 = σ limite. O CS é de k=1,5. Calcule a tensão admissível. CS: Coeficiente de Segurança.

Se tivermos que suspender uma peça de 7.550 kgf… Qual o diâmetro do cabo? Considere a resistência média de ruptura igual a 1.490 kgf/cm2 (σ limite). Considere um CS igual a 1,5. Qual o valor da tensão admissível? O que entendemos como CS?

Coeficiente de Segurança Uma peça estrutural ou componente de máquina deve ser projetada de tal forma que a carga última (limite) seja consideravelmente maior que o carregamento que essa peça ou elemento irão suportar em condições normais de utilização. Esse carregamento menor é chamado carregamento admissível ou carga de projeto.

Coeficiente de Segurança A relação entre o carregamento último (limite) e a carga de projeto (carregamento admissível) é chamada Coeficiente de Segurança, CS. Em aplicações em que existe uma correspondência linear entre carga aplicada e tensão provocada… CS = tensão limite/tensão admissível σ admissível = σ limite/CS

Entendendo o CS Com o tempo o cabo pode perder resistência; Em alguns casos a resistência média do cabo pode variar de lote para lote e talvez tenhamos o azar de ter em estoque um mau lote; A carga a suspender pode ser maior que a que o cabo pode suportar (erro de uso). Capacidade adicional que funciona como reserva estratégica e não é para ser usada.

Exercícios Uma peça de 123.000kgf apóia-se sobre 4 peças de aço de baixa estatura. Identifique as dimensões que a peça deve ter. Seção das peças de apoio: ax5a. Dado: tensão admissível = 1.000kgf/cm2. Um peso de 8,7tf deverá ser sustentado por quatro pinos curtos cilíndricos, de ferro fundido, cravados em paredes. Dimensione estes pinos. Dado: tensão admissível do ferro fundido = 300 kgf/cm2.