Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Resistência dos Materiais- Ed: 3º - Capítulo 6.Problemas Revisão - Ex. 149
O círculo de Mohr mostrado corresponde ao estado de tensões dado nas Figs. 6.5a e b, Sec. 6.1. Notando que e que , desenvolver as expressões e , dadas nas Eqs. (6.5) e (6.6), respectivamente. (Sugestão: Usar e .)
Passo 1
Bom, primeiro a questão fala para chegar à duas equações, vamos enuncia-las aqui. A primeira que trata sobre a tensão normal é:
Já a segundo trata da tensão cisalhante:
Então para chegar a essas equações a gente vai ter que sair dosestado e chegar no estado . Para isso vamos utilizar a geometria do círculo e um pouco de trigonometria.
Passo 2
Vamos achar o centro e o raio do ciclo de Mohr:
Como não foram fornecidos dados numéricos vamos deixar assim.
É importante ver que o ciclo não muda, o que muda é que ocorre uma rotação de para , dessa forma o e o permanecem iguais. Assim, podemos deduzir alguns termos, como:
: este termo é exatamente igual à que por sua vez vale:
: este termo irá valer:
O problema forneceu o seguinte dado:
Daí a gente tem que perceber, substituindo os valores de e , que
É igual a
Passo 3
Agora vamos utilizar a propriedade trigonométrica:
Galera, agora a gente vai recorrer para a geometria do ciclo e ao ângulo , observando o ciclo vamos ver que:
Agora podemos simplificar um pouco a relação:
Que ficará da forma:
Vamos precisar também do termo..
Esse termo será igual a:
Ficou meio grande né? Vamos continuar no próximo passo =D
Passo 4
Ok, respira funda e vamos lá... A gente tinha aquela equação grandona, para facilitar vamos olhar o seguinte termo
Mas a tensão média é calculada como:
Então a gente pode ver que:
Substituindo na nossa equação:
A gente pode fazer a mesma coisa com o termo:
E obter:
Pessoal, lembrem que a gente quer , então a gente vai ter que substituir os dois termos nessa equação aqui de baixo:
Pessoal, observem que os termos ; e todos podem ser escritos em função de , , e . Sendo assim daqui para frente o problema se torna unicamente algébrico e fica muito extenso para ser colocado nessa resolução.
O mais importante nós já fizemos, que é expressar tudo em função dos termos “finais”.
Passo 5
Para vamos utilizar:
O desenvolvimento será muito parecido, tendo em vista que os mesmos termos e são utilizados. A única diferença é a utilização da relação trigonométrica para o senos ao invés dos cossenos:
Valeu, galera um grande abraço!!!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)