Enunciado

Um elemento girado (ver a Fig. 2.5c), para o qual θ = 45 ° , é sujeito às tensões σ θ = σ θ ' = 1,50   k g f / m m 2 e τ θ = 3,00   k g f / m m 2 . Achar as tensões σ x e σ y que agem nos planos principais (ver a Fig. 2.5a).

Passo 1

E aí Pessoal, tudo bem? Vamos dar início a mais uma questão juntos!

Bom pessoal, esta questão é basicamente o inverso das questões anteriores. Conhecemos as tensões do elemento rotacionado e queremos saber quais as tensões normais σ x e σ y quando eles não estão rotacionados.

Basta então utilizarmos as mesmas equações que viemos utilizando! Portanto,

σ θ = 1 2 σ x + σ y + 1 2 σ x - σ y cos ⁡ 2 θ σ θ ' = 1 2 σ x + σ y - 1 2 σ x - σ y cos ⁡ 2 θ

1,50 = 1 2 σ x + σ y + 1 2 σ x - σ y cos ⁡ 90 ° 1,50 = 1 2 σ x + σ y - 1 2 σ x - σ y cos ⁡ 90 °

Bom, destas duas equações só conseguimos uma equação, a qual é:

σ x + σ y = 3

Passo 2

Como temos duas incógnitas, precisamos de outra equação para montar um sistema e assim resolvê-lo. Para isto, a outra informação sairá da tensão cisalhante.

Desta forma, temos:

τ θ = 1 2 σ x - σ y sen ⁡ 2 θ

3 = 1 2 σ x - σ y sen ⁡ 90 °

σ x - σ y = 6

E assim montamos o seguinte sistema:

σ x + σ y = 3 σ x - σ y = 6

Cuja resposta é σ x = 4,5   k g f / m m 2 e σ y = - 1,5   k g f / m m 2 .

E assim finalizamos a questão!

Resposta

σ x = 4,5   k g f / m m 2

σ y = - 1,5   k g f / m m 2

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