Flexão Reta x Flexão Oblíqua - ufjf.br · Flexão Composta • Encontramos diversas situações...

Flexão Composta

PROF. ALEXANDRE A. CURY

DEPARTAMENTO DE MECÂNICA APLICADA E COMPUTACIONAL

2015

Flexão Composta

• Encontramos diversas situações em Engenharia em que as peças estão solicitadas simultaneamente pela ação de momentos fletores e esforços normais.

• A esse tipo de solicitação denominamos flexão composta.

• Ocorrências usuais:- Pilares de canto,- Ganchos,- Sapatas com cargas excêntricas,- Vigas protendidas.

• OBS: A flexão composta pode ser reta ou oblíqua! Os exemplos a seguir esclarecerão...

2RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS 2 - PROF. ALEXANDRE CURY - MAC/UFJF

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• Fundações submetidas à cargas excêntricas:

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• Vigas protendidas

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• Projetos de componentes mecânicos

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Como calcular tensões normais na flexão composta?

Consideremos a seção genérica:

- Seja uma carga normal aplicada noponto (zc, yc), denominado centro desolicitação.

- Considere, ainda, que esta carga sejaaplicada fora do centroide da seção.

- Ao “reduzirmos” esta carga para ocentroide da seção, teremos nãoapenas esta carga, mas também ummomento fletor resultante, quepoderá ser decomposto na direçãodos eixos principais de inércia y e z.

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Como as tensões normais se distribuem ao longo da seção?

Mz

N

N

+

+

zM+

-

x+

-

n n

n’ n’

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Como determinar, então, a posição da “nova” linha neutra?

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Simplificando o termo N/A, vem:

Esta é uma equação de uma reta que não passa pela origem!

Para defini-la, basta determinar os pontos em que ela cruza os eixos y e z:

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Uma outra forma de se escrever a equação da LN, utilizando os pontos em que ela cruza os eixosy e z (y0 e z0, respectivamente), é:

Esta equação é denominada “Equação Segmentária da LN”.

IMPORTANTE: Esta equação somente é válida se y e z forem os eixos principais de inércia!

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Para eixos baricêntricos (centroidais), a LN pode ser determinada pela seguinte equação:

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Representação gráfica das LN’s na flexão pura oblíqua e na flexão composta oblíqua

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Núcleo Central de Inércia (NCI)

Do estudo da flexão composta, observamos que:

• Quando se varia a posição de aplicação da carga, a posição da LN também varia.• Com isso, o diagrama de tensões pode ser:

Bi-triangular: tensões de tração e compressão ao longo da seção transversal (LN corta a seção);

Trapezoidal: tensões de um único sinal (tração ou compressão) em toda a seção (LN não corta a seção);

Triangular: tensões de um único sinal (tração ou compressão) em toda a seção (LN tangencia a seção).

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Definição: O NCI é o lugar geométrico da seção transversal tal que, se nele for aplicada uma carga de tração (ou compressão) P, toda a seção estará tracionada (ou comprimida).

Consequência: a seção só terá tensões de um mesmo tipo (tração ou compressão).

Importância: materiais com baixa resistência a um dado tipo de solicitação. Ex.: concreto simples, muros de arrimo, chaminés, etc.

Como determinar, então, o NCI de uma dada seção transversal?

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Processo espontâneo de determinação do NCI:

A partir de um número finito de tangentes à seção transversal da peça – as quais consideraremos, cada uma, como uma linha neutra – podemos determinar os centros de solicitação (pontos de aplicação da carga) correspondentes.

O conjunto destes centros delimitará o NCI da seção.

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Exemplo:

Seção retangular

z

y

n1 n1

n2 n2

n3

n3

n4

n4

NCI

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Outros exemplos:

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• Os slides apresentados foram livremente baseados nas Notas de Aula do prof. ElsonToledo – MAC/UFJF

• Algumas figuras, fotos e equações presentes nos slides foram retiradas do material do prof. Leonardo Goliatt – MAC/UFJF


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