Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Resistência dos Materiais- Ed: 3º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 110
Para a barra composta do , determinar a tensão residual em cada lâmina, se cresce gradualmente desde zero até a deformação da barra atingir um valor máximo e então decresce até zero, quando:
Passo 1
Nesse problema temos que definir qual são as tensões residuais. Dessa maneira teremos que seguir um passo a passo da seguinte maneira:
- Os dados do aço temperado são:
- Os dados do aço doce são:
A deformação limite para o aço temperado é dado por:
A deformação limite para o aço temperado é dado por:
A área total da seção é dada por:
E com esses dados podemos começar a calcular as tensões residuais.
Passo 2
Sabemos que para o item A) temos que , comparando com as deformações limites temos que:
Ou seja, isso significa que o aço doce irá entrar em regime plástico, enquanto que o temperado irá permanecer no elástico, sabendo que o aço doce entrará em regime plástico, podemos definir que a máxima tensão que agirá nele é a tensão admissível do aço doce, sendo assim teremos que:
Com isso podemos determinar a máxima força que age no aço doce usando a equação:
Já a máxima força que age no aço temperado não usará a tensão admissível, mas a deformação máxima da estrutura, sendo assim teremos que:
E como sabemos a carga, podemos definir a tensão que age no aço temperado, sendo assim teremos que:
E a tensão que age na estrutura vai depender da área máxima e da força máxima, por isso iremos precisar do seguinte:
Agora ficou fácil definir a tensão residual, basta fazermos o seguinte:
Passo 3
Sabemos que para o item B) temos que , comparando com as deformações limites temos que:
Ou seja, isso significa que tanto o aço doce quanto o aço temperado irá entrar em regime plástico, sabendo que o aço doce e temperado entrará em regime plástico, podemos definir que a máxima tensão que agirá neles são as tensões admissível do aço doce e temperado, sendo assim teremos que:
Com isso podemos determinar a máxima força que age no aço doce usando a equação:
E a tensão que age na estrutura vai depender da área máxima e da força máxima, por isso iremos precisar do seguinte:
Agora ficou fácil definir a tensão residual, basta fazermos o seguinte:
Resposta
a)
b)