Exercícios de Tensões Térmicas - Lista de Exercícios Resolvida

Os prédios em Dubai sofrem grandes problemas com relação as altas temperaturas durante o dia e as baixas temperaturas durante a noite. Para resolver alguns problemas relacionados a isso, em algumas ligações feitas com parafusos e porcas utiliza-se peças acopladas que se movimentem de acordo com movimentos predeterminados para estrutura. Da mesma forma, em linhas férreas podemos notar que as barras não são fixadas juntas, sempre possuindo uma pequena distancia entre trilhos sucessivos. Qual a necessidade de garantir um limitado movimento aos parafusos, assim como a distância ente trilhos.

A barra de aço abaixo foi sujeita ao carregamento indicado. Sabendo que além disso essa barra também sofreu uma variação de temperatura de 40°C, determine qual será o valor das reações da parede para essa peça.

A coluna de concreto abaixo tem, a uma temperatura de , um comprimento inicial . Determine o comprimento final dessa coluna quando a temperatura é abaixada para .

Dados:

A barra abaixo foi submetida a uma variação de temperatura de 38°C, sabendo que ela está exatamente encaixada no vão entre as paredes, determine a reação das paredes nessa situação.

A chave elétrica fecha quando as hastes de ligação e se aquecem, o que provoca a translação e a rotação do braço rígido até fechar o contato em . A posição original de é vertical e a temperatura é . Se for feita de bronze C86100 e , de alumínio 6061-T6, determine o espaço exigido entre os contatos para a chave fechar quando a temperatura alcançar .

Dados: , .

A haste central do conjunto é aquecida de até por resistência elétrica. As duas hastes e situadas nas extremidades também são aquecidas de até . Na temperatura mais baixa, , a folga entre e a barra rígida é . Determine a força nas hastes e provocada pelo aumento na temperatura. As hastes e são feitas de aço e cada uma tem área de seção transversal de . é feita de alumínio e tem área de seção transversal de .

Dados: , , e .

Na coluna de concreto reforçada com vigas de aço abaixo, tanto o concreto quanto o aço estão fixados entre o solo e uma placa rígida.

A coluna possui um comprimento inicial . Além disso, o concreto e o aço possuem módulos de elasticidade e e áreas de seção transversal e .

Considerando que não existe nenhuma carga externa na coluna e que os materiais possuem coeficientes de dilatação térmica distintos , determine a força que a placa rígida fixa faz no concreto quando a coluna for submetida a uma variação de temperatura , fazendo o concreto e o aço sofrerem dilatações térmicas distintas e .

Dica do Expert: A placa rígida que fixa as extremidades do concreto e do aço vai forçar com que as variações de comprimento total dos dois materiais sejam iguais.

A haste de alumínio 2014-T6 tem diâmetro de e está levemente conectada aos apoios rígidos em e quando . Se a temperatura baixar para e uma força axial for aplicada ao colar rígido, como mostra a figura, determine as reações em e .

Dados: , .

Uma placa de concreto de alta resistência utilizada em uma pista de rolamento tem de comprimento quando sua temperatura é . Se houver uma folga de em um de seus lados antes de tocar seu apoio fixo, determine a temperatura exigida para fechar a folga. Qual é a tensão de compressão no concreto se a temperatura aumentar até ?

Dados: , .

Duas barras feitas de materiais diferentes são acopladas e instaladas entre duas paredes quando a temperatura é . Determine a força exercida nos apoios (rígidos) quando a temperatura for . As propriedades dos materiais e as áreas de seção transversal de cada barra são dadas na figura.