Acoplamentos 5[1]

Resistncia dos MateriaisAula 3 Tenso Admissvel, Fator de Segurana e Projeto de Acoplamentos Simples

Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues

Aula 3


Tpicos Abordados Nesta AulaTenso Admissvel. Fator de Segurana. Projeto de Acoplamentos Simples.

Resistncia dos Materiais

Aula 3


Tenso AdmissvelO engenheiro responsvel pelo projeto de elementos estruturais ou mecnicos deve restringir a tenso do material a um nvel seguro, portanto, deve usar uma tenso segura ou admissvel.


Aula 3


Fator de Segurana (F.S.)O fator de segurana (F.S.) a relao entre a carga de ruptura Frup e a carga admissvel Fadm. O fator de segurana um nmero maior que 1 a fim de evitar maior possibilidade de falha. Valores especficos dependem dos tipos de materiais usados e da finalidade pretendida da estrutura ou mquina.

F .S . =

Frup Fadm

rup F .S . = adm

rup F .S . = adm


Aula 3


Projeto de Acoplamentos SimplesElemento sujeito a aplicao de fora normal: Elemento sujeito a aplicao de fora de cisalhamento:

A=

P

A=Problemas comuns:

P

adm

adm

1) rea da seo transversal de um elemento de trao. 2) rea da seo transversal de um acoplamento submetido a cisalhamento. 3) rea requerida para resistir ao apoio. 4) rea requerida para resistir ao cisalhamento provocado por carga axial.


Aula 3


rea da Seo Transversal de um Elemento sob Trao


Aula 3


Acoplamento Submetido a Cisalhamento


Aula 3


rea Requerida para Apoio


Aula 3


Cisalhamento por Carga Axial


Aula 3


Exerccio 11) O tirante est apoiado em sua extremidade por um disco circular fixo como mostrado na figura. Se a haste passa por um furo de 40 mm de dimetro, determinar o dimetro mnimo requerido da haste e a espessura mnima do disco necessrios para suportar uma carga de 20 kN. A tenso normal admissvel da haste adm = 60 MPa, e a tenso de cisalhamento admissvel do disco adm = 35 MPa.


Aula 3


Soluo do Exerccio 1Dimetro da haste: por verificao, a fora axial na haste 20 kN, assim, a rea da seo transversal da haste dada por: Sabe-se que:

A=

d24

Portanto:

A=

P

adm

d= d=

4 A

4 333,33

20000 A= 60A = 333,33 mm

d = 20,60 mm


Aula 3


Soluo do Exerccio 1A rea seccionada dada por:

A=

V

adm

A = 2 r tPortanto:

20000 A= 35 A = 571,42 mm

2 r 571,42 t= 2 20

t=

A

t = 4,55 mm


Aula 3


Exerccio 22) A barra rgida mostrada na figura suportada por uma haste de ao AC que tem dimetro de 20 mm e um bloco de alumnio que tem rea da seo transversal de 1800 mm. Os pinos de 18 mm de dimetro em A e C esto submetidos a um cisalhamento simples. Se a tenso de ruptura do ao e do alumnio forem (ao)rup = 680 MPa e (al)rup = 70 MPa, respectivamente, e a tenso de cisalhamento de ruptura de cada pino for rup = 900 MPa, determinar a maior carga P que pode ser aplica barra. Aplicar F.S = 2.


Aula 3


Soluo do Exerccio 2Diagrama de corpo livre:

M

A

=0

FB 2 P 0,75 = 0

Relao entre as foras: Reaes de apoio:

FAC

M

B

=0

1,25 P = 2

0,75 P FB = 2 FB = 0,375 P

FAC 2 + P 1,25 = 0

FAC = 0,625 P


Aula 3


Soluo do Exerccio 2Ao Alumnioao rup

Pino

( )

ao adm

=

( )

F .S .

( al )adm =

( al )rupF .S .

adm =

rupF .S .900 2

( )

ao adm

680 = 2= 340 MPa

( al )adm

70 = 2

adm =

( )

ao adm

( al )adm = 35 MPa

adm = 450 MPa


Aula 3


Soluo do Exerccio 2Barra AC

( )( )

ao adm

FAC = AACFAC = d2 4 4 FAC = d2 = 4 0,625 P d2

P=

( )ao

d 2 adm

4 0,625

ao adm

340 20 2 P= 4 0,625

( )

ao adm

P = 170816 N

( )

ao adm


Aula 3


Soluo do Exerccio 2Bloco B

( al )adm = FB

AB

P=

351800 0,375

( al )adm

0,375 P = AB

P = 168000 N

P=

( al )adm AB0,375


Aula 3


Soluo do Exerccio 2Pino A

adm

V = Ap

450 182 P= 4 0,625 P = 183124 N

V = FAC = adm Ap

0,625 P = adm

d24

Por comparao, a maior carga que pode ser aplicada ao sistema P = 168000 N, pois qualquer carga maior que essa far com que a tenso admissvel seja excedida.

P=

adm d 24 0,625


Aula 3


Exerccios Propostos1) Uma carga axial no eixo mostrado na figura resistida pelo colar em C, que est preso ao eixo e localizado direita do mancal em B. Determinar o maior valor de P para as duas foras axiais em E e F de modo que a tenso no colar no exceda uma tenso de apoio admissvel em C de adm = 75 MPa e que a tenso normal mdia no eixo no exceda um esforo de trao admissvel de adm = 55 MPa.


Aula 3


Exerccios Propostos2) A alavanca presa ao eixo A por meio de uma chaveta que tem largura d e comprimento de 25 mm. Supondo que o eixo esteja fixo e seja aplica uma fora vertical de 200 N perpendicular ao cabo, determinar a dimenso d se a tenso de cisalhamento admissvel para a chaveta for adm = 35 MPa.


Aula 3


Exerccios Propostos3) As duas hastes de alumnio suportam a carga vertical P = 20 kN. Determinar seus dimetros requeridos se o esforo de trao admissvel para o alumnio for (t)adm = 150 MPa.


Aula 3


Exerccios Propostos4) O puno circular B exerce uma fora de 2 kN no topo da chapa A. Determinar a tenso de cisalhamento mdia na chapa devida a esse carregamento.


Aula 3


Exerccios Propostos5) O conjunto da correia sobreposta ser submetido a uma fora de 800 N. Determinar (a) a espessura t necessria para a correia se o esforo de trao admissvel para o material for (t)adm = 10 MPa, (b) o comprimento dl necessrio para a sobreposio se a cola pode resistir a um esforo de cisalhamento admissvel de (adm)c = 0,75 MPa e (c) o dimetro dr do pino se a tenso de cisalhamento admissvel para o pino for (adm)p = 30 MPa.


Aula 3


Prxima AulaEstudo de Deformaes, Normal e por Cisalhamento. Propriedades Mecnicas dos Materiais. Coeficiente de Poisson.


Acoplamentos 5[1]

Documents

Transcript of Acoplamentos 5[1]