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Prof. Esp. Leones Contini JuniorProf. Esp. Leones Contini Junior

Elementos de Máquinas lElementos de Máquinas l

6º Série6º Série

UNIVERSIDADE DE FRANCA

UNIFRAN

Engenharia Mecânica

2015

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1- Ementa

2- Objetivos

3- Conteúdo

4- Estratégia de Ensino

5- Avaliação

6- Calendário / 2º Semestre 2015

7- Referêrencias Bibliográficas

8- Introdução aos Conceitos de Resistência dos Materiais

Conteúdo da Aula

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Estudo dos esforços nas estruturas, análise de tensões normais e de cisalhamento juntamente com a definição de materiais a serem utilizados, características e comportamento mecânico dos mesmos. Suporte ao projeto, dimensionamento e utilização conjunta dos elementos de máquinas (eixos, uniões, mancais).

Ementa:

Objetivos Cognitivos

• Adquirir conhecimento específico na análise de

elementos mecânicos.

• Conhecer o comportamento mecânico dos

materiais;

• Desenvolver a competência para avaliação dos

elementos;

Objetivos / Habilidades

• Ler e interpretar montagens e sistemas;

• Sistematizar conhecimentos práticos e teóricos;

• Analisar problemas reais;

Objetivos / Atitudes

• Valorizar a relação teoria e prática;

• Desenvolver consciência crítica a respeito de

montagens;

• Envolver-se com projetos aplicados;

Conteúdo• Plano de Ensino (Ler);• Critérios de resistência(Ler);• Tensão Normal(Ler);• Tensão de Cisalhamento(Ler);• Tensão de Flexão (Ler);• Torção(Ler);• Eixo(Ler);• Parafusos (Ler);• Uniões (Ler);• Avaliações(Ler);

Estratégia de Ensino

Avaliação

Referêrencias Bibliográficas• BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J. Keith.

Elementos de máquinas de shigley: projeto de engenharia mecânica. 8. ed. Porto Alegre: Mcgraw-Hill 2011.

• NORTON, Robert L. Projeto de Máquinas: uma abordagem integrada. 4. ed. Porto Alegre: Bookman 2013.

• COLLINS, Jack A. Projeto mecânico de elementos de máquinas: uma perspectiva de prevenção da falha. Rio de Janeiro: Ltc 2012.

• SHIGLEY, Joseph Edward. Projeto de engenharia mecânica. 7. ed. Porto Alegre: Bookman 2005

RESISTÊNCIA DOS MATERIAISA Resistência dos Materiais é um ramo da Mecânica

Aplicada que estuda o comportamento dos sólidos

quando estão sujeitos a diferentes tipos de

carregamento.

Os sólidos considerados nesta disciplina são barras

carregadas axialmente, eixos, vigas e colunas, bem

como estruturas que possam ser formadas por esses

elementos.

RESISTÊNCIA DOS MATERIAISO objetivo da análise será a determinação de:

•tensões,

•deformações específicas e

•deformações totais produzidas pelas cargas;

Atenção: Se essas quantidades puderem ser

determinadas para todos os valores crescentes de

carga, até o ponto da fratura, tem-se um quadro

completo do corpo.

Conceitos de Tensão e Deformação

Vamos ilustrar, de modo elementar, considerando-se

o alongamento de uma barra prismática, Figura

1.1(a).

Conceitos de Tensão e DeformaçãoUma barra prismática tem seção constante em todo o

comprimento e eixo reto. Nesta figura, supõe-se a

barra carregada nas extremidades por forças axiais,

P.

Conceitos de Tensão e DeformaçãoEstas produzem alongamento uniforme ou tração na

barra. Fazendo um corte imaginário (corte mm) na

barra, normal ao seu eixo, é possível isolar parte dela

como corpo livre, Figura 1.1(b).

Conceitos de Tensão e DeformaçãoA força P é aplicada na extremidade direita,

aparecendo à esquerda as forças que traduzem a ação

da parte removida sobre a que ficou.

A força por unidade de área é denominada tensão,

sendo comumente designada pela letra grega σ.

Conceitos de Tensão e DeformaçãoEquação :

Nesta equação, percebe-se que a unidade que mede a

tensão é uma força dividida por uma área, ou seja, N/m2

(Pascal - Pa). Quando a barra está sendo alongada pela

força P, como na figura, a tensão resultante é uma tensão

normal de tração;

Conceitos de Tensão e DeformaçãoEquação :

se as forças tiverem o sentido oposto, comprimindo a

barra, a tensão é de compressão. Inicialmente, supõem-se

que a força é aplicada no centroide da barra. Quando

houver uma excentricidade na aplicação da barra, surgirá

um esforço de flexão .

Conceitos de Tensão e DeformaçãoO alongamento total de uma barra que suporta uma força

axial será designado pela letra grega δ. Assim, o

alongamento por unidade de comprimento, ou

alongamento específico, denominado deformação, ε, é

calculado pela equação 3.2.

Conceitos de Tensão e Deformaçãoonde L é o comprimento total da barra. Note-se que a

deformação ε é uma quantidade adimensional, podendo

ser determinada pela equação 3.2 caso o alongamento

seja uniforme ao longo da barra. Se a barra estiver sob

tração, ter-se-á uma deformação de tração, representando

um alongamento do material; se a barra estiver sob

compressão, tem-se uma deformação de compressão, o

que significa que as seções transversais adjacentes

aproximar-se-ão.

EXERCÍCIO

1. Uma placa é fixada a uma base de madeira por meio de três parafusos de diâmetro 22mm. Calcular a tensão média de cisalhamento nos parafusos para uma carga P=120 kN, conforme mostra a figura abaixo.

EXECÍCIO 2. Determinar a tensão normal de compressão mútua (ou tensões de “contato"ou tensão de “esmagamento") da figura abaixo entre: a) o bloco de madeira de seção 100mm x 120mm e a base de concreto 500mm x500mm x 60mm. b) a base de concreto e o solo.

Conceitos de Tensão e Deformação• A relação entre tensão e deformação é encontrada por

meio de ENSAIO DE TRAÇÃO.

• Divisão dos materiais entre DÚCTEIS E FRÁGEIS.

• Aço estrutural com patamar de escoamento bem

definido – DÚCTEIS.• uma ruptura que ocorre sem nenhuma mudança

sensível no modo de deformação do material – FRÁGEIS.

Conceitos de Tensão e Deformação

Então, para os materiais frágeis não existe diferença

entre tensão última e tensão de ruptura. Além disso, a

deformação até a ruptura é muito menor nos materiais

frágeis do que nos materiais dúcteis.

Conceitos de Tensão e Deformação

Conceitos de Tensão e Deformação

Conceitos de Tensão e Deformação