Considere uma determinada seção transversal na ligação de uma peça tracionada. Como se considera a área líquida quando a ligação é feita por parafusos? Para o caso da ligação por pregos, o cálculo da área líquida segue o mesmo raciocínio? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre como calcular a área líquida em uma seção transversal de uma peça que está sendo puxada (tracionada) quando a conexão é feita usando parafusos. Além disso, pergunta se o mesmo método se aplica quando a conexão é feita com pregos. A matéria aqui é sobre resistência dos materiais, especificamente sobre como as ligações influenciam na área efetiva que resiste à tração. Para resolver, vamos precisar entender o que é área líquida, como ela é calculada com parafusos e se o mesmo vale para pregos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é área líquida. Em engenharia, a área líquida (A_líq) é a área da seção transversal da peça que realmente resiste à força aplicada, descontando as áreas onde há furos para os parafusos ou pregos. Isso é importante porque os furos podem concentrar tensões e reduzir a capacidade de tração da peça. A fórmula básica para calcular a área líquida é:
Onde:
- $ A $ é a área total da seção,
- $ n $ é o número de furos,
- $ d $ é o diâmetro do furo,
- $ t $ é a espessura da peça.
Passo 3
Agora, vamos ver como calcular a área líquida quando a ligação é feita por parafusos. Parafusos normalmente têm um diâmetro maior e distribuem a carga de forma mais concentrada. Para parafusos, consideramos o diâmetro do furo igual ao diâmetro do parafuso, já que é nele que a carga será transmitida. Assim, cada furo diminui a área líquida da seção transversal. Usamos a fórmula que mencionamos para descontar a área ocupada por cada parafuso.
Passo 4
E quanto aos pregos? Pregos geralmente têm uma cabeça que fica na superfície da peça e uma parte mais estreita que passa pelo furo. A distribuição de carga com pregos é diferente, pois a força é mais dispersa ao longo da superfície. Além disso, os pregos podem exercer um efeito de atrito que ajuda a resistir à tração. Portanto, o cálculo da área líquida com pregos não é exatamente o mesmo que com parafusos.
Passo 5
Em conexões com pregos, frequentemente se considera que a perda de área líquida é menor comparada aos parafusos, pois os pregos não concentram tanto a carga e permitem uma maior distribuição da força na seção transversal. Além disso, a presença das cabeças dos pregos pode influenciar na resistência, mas de forma diferente dos parafusos. Por isso, embora o conceito básico de descontar a área dos furos seja o mesmo, os fatores específicos aplicados aos pregos diferem dos parafusos.
Resposta
Então, resumindo, ao calcular a área líquida em uma seção tracionada com ligações feitas por parafusos, descontamos a área ocupada pelos furos para os parafusos, considerando o diâmetro dos parafusos e a espessura da peça. Já para pregos, embora o princípio de descontar a área dos furos ainda seja válido, o cálculo não segue exatamente o mesmo raciocínio devido à diferente distribuição de carga e ao efeito de atrito proporcionado pelos pregos. Portanto, a metodologia básica é similar, mas os detalhes do cálculo diferem entre parafusos e pregos.