Conceitos Essenciais em Mecânica e Resistência dos Materiais

Mecânica e Resistência dos Materiais - Parte 1

1. Definição da Taxa de Variação do Momento Angular

A taxa de variação temporal do momento angular de uma partícula em relação a um ponto fixo O (ou um eixo fixo) é igual ao momento, em relação a O (ou em relação a um eixo fixo), da força resultante que age sobre a partícula.

2. Definição de Ação Giroscópica

A tendência que um corpo tem de sofrer uma rápida rotação ao redor de um segundo eixo não paralelo ao eixo de rotação própria, quando submetido a um binário ou torque ao redor de um terceiro eixo, é denominada ação giroscópica.

3. Esforços em Barras e Prevenção de Torção

Os esforços solicitantes internos (N, V, M) nessa barra em equilíbrio resultam das tensões que atuam na seção 's', que surgem em decorrência das ações no corpo, necessárias para a garantia do equilíbrio. Eles podem ser determinados equilibrando-se uma das partes separadas pelo corte imaginário.

• N (Força Normal): Traciona a parte considerada.
• V (Força Cortante): Gira a parte considerada no sentido horário.
• M (Momento Fletor): Traciona a parte inferior.

4. A Lei de Hooke e o Módulo de Elasticidade

A Lei de Hooke estabelece que a distensão de um objeto elástico é diretamente proporcional à força aplicada sobre ele. Como visto anteriormente, o modo como o material se deforma depende de sua natureza – frágil, dúctil, etc. Assim, genericamente, a Lei de Hooke só é válida no regime elástico.

5. Pontos Tracionados e Comprimidos em Barras Flexionadas

Devem existir pontos com σ = 0 que, na seção transversal, definem a Linha Neutra (LN).

6. Força Cortante na Flexão Simples

Na flexão simples, além do momento fletor M, existe a força cortante V, que resulta da tensão de cisalhamento (τ).

7. O Sinal Negativo na Equação da Linha Elástica

Os sinais do momento fletor e da derivada segunda de v(x) devem ser coerentes. De um M > 0 resulta (d²v/dx²) < 0, e, com um sinal negativo na equação diferencial, esse problema é contornado.

8. Tensão em Barras sob Tração ou Compressão Simples

Admitindo que todos os pontos da seção transversal sejam tracionados por uma tensão normal σ de mesma intensidade, a integral das forças σ.dA na área A é igual à força normal N, que, por equilíbrio, é igual a F.

9. Variáveis que Afetam a Ruptura de Materiais

As variáveis que dificultam decifrar as causas do fenômeno de ruptura para um material são:

• Carregamento
• Temperatura
• Imperfeições do material
• Estado de tensão

10. Critério de Resistência de Tresca

O Critério de Resistência de Tresca, também conhecido como critério da tensão de cisalhamento máxima, é apropriado para materiais dúcteis. Para um ponto qualquer do corpo, define-se o estado triplo de tensão com as tensões principais respeitando a convenção σ₁ > σ₂ > σ₃. Pelo critério de Tresca, o estado de tensão do ponto considerado não excede os limites de resistência do material se a tensão de cisalhamento máxima não ultrapassar a metade da tensão normal limite obtida a partir do ensaio de tração simples.

Mecânica e Resistência dos Materiais - Parte 2

1. Efeitos da Vinculação do Corpo

A vinculação do corpo impede os movimentos de corpo rígido aplicando forças e momentos reativos. Internamente, surgem tensões e deformações que variam em cada seção, decorrentes dos esforços solicitantes.

2. Classificação dos Esforços Solicitantes

São classificados em:

• Força Normal
• Força Cortante
• Momento Fletor

Mecânica e Resistência dos Materiais - Parte 3

1. Princípio de Conservação do Momento Linear

O Princípio da Conservação do Momento Linear estabelece que, quando o impulso linear exercido sobre um sistema de partículas é zero, a variação do momento linear do sistema de partículas é zero, e, dessa maneira, o momento linear do sistema é conservado.

2. Coeficiente de Restituição em Colisões

Define o coeficiente de restituição para os dois corpos.

3. Solicitações em Estruturas

As solicitações incluem:

• Esforços ativos e reativos
• Recalques de vínculos
• Cargas dinâmicas
• Variação de temperatura

4. Elementos que Impedem Movimentos de Corpo Rígido

A vinculação do corpo impede os movimentos de corpo rígido aplicando forças e momentos reativos.

5. Origem dos Esforços Solicitantes (Internos)

Esforços solicitantes são esforços internos que resultam das tensões que atuam em uma dada seção.

6. Equilíbrio em Barras sob Flexão Composta

O equilíbrio das partes separadas é garantido por meio da tensão total.

7. Deslocamentos Axiais: Tração e Compressão

Forças axiais provocam deslocamentos axiais:

• Alongamento: para tração.
• Encurtamento: para compressão.

São calculados pela Lei de Hooke.

8. Ocorrência do Patamar de Escoamento

O patamar de escoamento ocorre quando o corpo se deforma sem que o nível de tensão seja praticamente alterado.

9. Avaliação da Resistência do Material (Tensão Simples)

Para um determinado ponto do corpo no estado simples de tensão, a resistência do material pode ser avaliada comparando-se a tensão atuante com uma tensão limite obtida de ensaios. Os limites de resistência do material podem ser avaliados por meio de valores-limite da tensão normal de tração e de compressão. O ângulo de atrito interno e a coesão do material também são dois parâmetros que definem os limites de resistência do material.

10. Segurança pelo Critério de Resistência de von Mises

Um corpo submetido a solicitações é considerado seguro segundo o Critério de Resistência de von Mises quando o estado de tensão de um ponto qualquer do corpo não exceder o limite de resistência do material.