Resistência dos Materiais II: Juntas Soldadas

Prof. Jorge A. R. Durán

Enga. Mecânica UFF – Volta Redonda

duran@vm.uff.br

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Objetivo

• Análise e aplicação da metodologia de dimensionamento de cordões de solda a cargas estáticas.

Bibliografia Principal

• JUVINALL, R. C. (2000). “Fundamentals of Machine Component Design”. John Wiley & Sons, Inc. 3ed., United States.

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Principais Processos de Soldagem

SMAW September 11 3

Eletrodos Revestidos

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Eletrodos Revestidos

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Cordão de Solda e Escória

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Principais Processos de Soldagem

GTAW September 11 7

Principais Processos de Soldagem

GMAW September 11 8

Principais Processos de Soldagem

FCAW September 11 9

Principais Processos de Soldagem

SAW September 11 10

Principais Processos de Soldagem

SAW September 11 11

Componentes de Máquinas onde se utiliza o processo de soldagem. a) Volante, b) alavanca e c) bloco de

mancal September 11 12

Juntas de Topo: A resistência das soldas deve ser igual ou superior à do metal de base.

Juntas Sujeitas a Carregamento Estático Axial

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lh

V

A

V

707.0

Juntas Sujeitas a Cisalhamento Direto

• Tanto para carregamento paralelo quanto transversal considera-se a tensão cisalhante na seção mais estreita (altura t).

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Juntas Sujeitas a Cisalhamento Direto • No caso de cisalhamento direto (carregamento

transversal) uma das chapas tende a cisalhar a solda enquanto que a outra a traciona (ou comprime).

• Considerar em todos os casos a tensão cisalhante na seção de altura t e comprimento l é um procedimento conservativo ou não? Explique.

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Exemplo

• Ex. 11.1 p. 264 Juvinall 4a ed.: As placas de aço Sy=50Ksi são unidas por filetes carregados transversalmente. Cada uma das soldas possui 4in de comprimento. Varetas de solda da série E60 são utilizadas. Qual a menor dimensão h da solda a ser utilizada se uma força de 33Kip deve ser aplicada com um FS de 3.

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Exemplo

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• Ex. 11.1 p. 264 Juvinall 4a ed. (cont.)

Exemplo

• 11.4 p. 264 – Duas placas de aço de ½ in. com Sy=52.5 Ksi são soldadas de topo. Varetas da série E60 são utilizadas. Qual a carga de tração que pode ser aplicada às placas por polegada de largura da placa soldada com FS=3.

• Resp: 8klb/in.

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Juntas Sujeitas a Carregamento Estático de Cisalhamento Direto + Flexão e Torção

• A partir de hipóteses simplificadoras consideram-se as seguintes tensões:

• Cisalhantes diretas, calculadas como nos exemplos anteriores e consideradas uniformemente distribuídas ao longo do comprimento de todas as soldas.

• Superpostas de flexão e torção, calculadas como s=Mc/I e =Tr/J com I e J calculados na seção mais estreita da solda (altura t) e de acordo com o esquema do próximo slide.

• No cálculo dos momentos de área para definir o centróide das soldas e na determinação dos momentos de inércia, a dimensão t é admitida como sendo muito pequena em relação às outras dimensões. September 11 19

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September 11 21

223

22'

23

2'

'

3

'

12

12

0

12

batLtL

IIJ

atLaAII

btLtL

bAII

todesprezandI

tLI

YX

YY

XX

Y

X

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Juntas Sujeitas a Carregamento Estático de Cisalhamento Direto + Torção. Exemplo

Resolvido 11.3 p. 258 do Juvinall.

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Juntas Sujeitas a Carregamento Estático de Cisalhamento Direto + Torção. Exemplo

Resolvido 11.3 p. 258 do Juvinall.

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Juntas Sujeitas a Carregamento Estático de Cisalhamento Direto + Flexão. Exemplo

Resolvido 11.4 p. 260 do Juvinall.

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Exemplo: Problema 11.13 p. 265 Juvinall 4ª ed.: O suporte mostrado deve sustentar uma carga total (aplicada no meio da barra) de 60KN. Qual a dimensão necessária da solda para FS=3 e varetas E60?

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Example: Problem 11.12 p. 486 Juvinall 3ª ed.: What weld size is required to give a safety factor of 3.0 if E60 series welding rod is used?

Exercícios

• Estudar exemplos resolvidos do Juvinall 4ª ed.

• Problemas correspondentes às seções 11.4 e 11.5 (11.1 até o 11.15) página 265 do Juvinall.

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