A resistência dos materiais é um ramo da mecânica que estuda as relações entre as cargas externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das cargas internas que agem no interior do corpo.
A análise e o projeto de uma dada estrutura implica a determinação das tensões e deformações, proporcionando o estudo de sua estabilidade quando sujeito a forças externas.
Cargas Externas
1. Forças de superfície:
2. Força de corpo:
Desenvolvida quando um corpo exerce uma força sobre outro, sem contato físico direto entre eles.
Cargas Resultantes Internas
O objetivo do diagrama de corpo livre é determinar a força e o momento resultantes que agem no interior de um corpo. Em geral, há quatro tipos diferentes de cargas resultantes:
a) Força normal, N
b) Força de cisalhamento, V
c) Momento de torção ou torque, T
d) Momento fletor, M
TENSÕES
A distribuição de carga interna é importante na resistência dos materiais.
A tensão descreve a intensidade da força interna sobre um plano específico (área) que passa por um ponto
Tensão normal, σ
Intensidade da força que age perpendicularmente à seção.
Tensão de cisalhamento, τ
• Intensidade da força que age tangente (paralela) à seção.
Tensão normal em uma barra com carga axial
Quando a área da seção transversal da barra está submetida à força axial pelo centroide, ela está submetida somente à tensão nominal.
Equilíbrio
• As duas componentes da tensão normal no elemento têm valores iguais mas direções opostas.
Tensões de Cisalhamento
A tensão de cisalhamento distribuída sobre cada área secionada que desenvolve essa força de cisalhamento é definida por:
τ= tensão de cisalhamento média
V = força de cisalhamento interna resultante
A = área na seção
A tensão de cisalhamento ocorre comumente em soldas, parafusos, rebites e pinos que ligam as diversas partes das máquinas e estruturas.
Tensões admissível
Muitos fatores influenciam na tensão real de um elemento, dentre eles pode-se citar:
Variações que podem ocorrer nas propriedades do elemento sob
consideração;
Número de cargas que podem ser esperadas durante a vida da estruturas ou máquina;
Tipo de carregamento planejado para o projeto ou que pode ocorrer no futuro;
Tipo de falha que pode ocorrer;
Deterioração que pode ocorrer no futuro em razão de falta de manutenção ou causas naturais imprevisíveis.
O fator de segurança ou coeficiente de segurança é um método para
especificação da carga admissível para o projeto ou análise de um
elemento.
• O fator de segurança (FS) é a razão entre a carga de ruptura e a
carga admissível.