Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Resistência dos Materiais- Ed: 3º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 93
A curva mostrada na e pode ser aproximada pela relação:
Usando esta relação e as equações (3.2) e (3.26) resolver o problema indicado.
Passo 1
Pelos dados que o enunciado nos dá temos que:
E as equações que o enunciado menciona são dadas por:
- Equação (3.2)
- Equação (3.26)
Sabemos que a fórmula da nossa deformação especifica cisalhante é dada por:
E podemos definir uma razão Z pela seguinte fórmula:
Mas poque marcamos isso? Porque sabemos que a nossa fórmula para determinação do torque, quando temos uma curva indefinida, é dada pela fórmula 3.26:
Se colocarmos a nossa razão Z na equação, teremos a seguinte relação:
Substituindo na equação teremos que:
Que na equação passará a ser:
Agora a nossa variável passa a ser Z, sendo assim teremos que mudar a variável, e basta derivarmos a seguinte equação.
Substituindo teremos que:
Lembrando que é a variação do raio, e que C é o raio máximo, então sabemos que a razão
Varia entre 0 e 1, sendo assim podemos mudar a variação da integral que para variava de 0 até C, sendo assim teremos que:
Sabemos que o enunciado já nos dá uma equação, mas que podemos escrever o seguinte:
Como temos uma equação dada por:
Podemos escrever a seguinte equação:
Substituindo na nossa equação da tensão cisalhante teremos que:
Como no nosso enunciado temos uma equação de tensão cisalhante, podemos comparar as duas da seguinte maneira:
Substituindo na nossa integral teremos que:
Sabemos que:
Passo 2
O item B) já nos pede o ângulo de torção para a nossa barra, para isso temos que lembrar que a nossa fórmula é dada por:
Como queremos a deformação angular máxima temos que:
E pelo enunciado temos que:
Como o objetivo é a determinação da deformação angular, podemos fazer o seguinte cálculo: