Introdução à Mecânica dos Sólidos (LOM3081)

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1 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

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

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

4 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

5 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

6 Material de apoio 1) Xérox (Campus 1)
2) Material.pdf Aulas (ppt) Listas (pdf) Respostas das listas (pdf) Dúvidas: DEMAR ou

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

8 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

9 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

10 1.1. Propósito da Mecânica dos Sólidos
Estática dos Corpos Deformáveis Resistência do material Deformabilidade da estrutura

11 1.1. Propósito da Mecânica dos Sólidos
Base para projeto de componentes mecânicos e estruturais

12 1.2. Carregamentos e Esforços Solicitantes
Tipos de cargas Reações de apoio (vínculos) Diagrama de corpo livre (DCL) Esforços Solicitantes

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

14 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).

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

16 Ensaio de tração uniaxial

17 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

18 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

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

20 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.

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

22 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.

23 1.4. Tensões admissíveis Níveis seguros de tensão (projeto e dimensionamento) Incertezas de cálculo Método do Fator de segurança (FS)

24 1.4. Tensões admissíveis Acoplamentos (ligações) simples:
Elemento sob normal Elemento sob cortante (cortes simples e duplo) Cisalhamento provocado por carga axial

25 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.

26 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.

27 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)