Enunciado

Foi definido na Seção 8,2 que as tensões de cisalhamento produzidas em um eixo pelas cargas transversais são geralmente muito menores que aquela produzidas por torque . Nos Problema anteriores, seu efeito foi ignorado, e considerou-se que a tensão de cisalhamento máxima determinada seção ocorrida em pouco um ponto H(Fig.P8.21a)e era igual à expressão obtida na Equação (8,5). ou seja .

τ β = C J M 2 + T 2

Mostre que a tensão de cisalhamento máxima no ponto K(Fig. P8.21a), em que o efeito da força cortante V é maior, pode ser expressa como

T K = C J M   c o s   β 2   + 2 3 c V + T 2

em que β é o ângulo entre os vetores V e M.Está claro que o efeito da força cortante V não pode ser ignorado quanto τ E ≥ τ H . (Dica:Somente a componente M ao longo de V contribui para a tensão de cisalhamento em K.)

Passo 1

Então turminha, parece ser complicado este cálculo,mas veremos que não é bem assim! Vamos calcular?

Tensão de cisalhamento no ponto K:

Devido a V:

Para um semi círculo:

Q = 2 3 C 3

Para um corte circular em seu diâmetro:

t = d = 2 c

Para uma seção circular:

I = 1 2 J

τ x y = V Q I t = V 2 3 c 3 1 2 J 2 c = 2 3 V c 2 J

Passo 2

Devido a T:

τ x y = T c J

Uma vez que as tensões de cisalhamento tem a mesma orientação, teremos:

τ x y = C J 2 3 V c + T

Tensão de flexão no ponto K:

σ x = M u I = 2 M u J

Passo 3

Onde u   é a distância entre o ponto K e o eixo neutro:

u = c   s i n   α = c   s i n ( π 2 - β ) = c   c o s   β σ x = 2 M c   c o n β J

Usando o círculo de Mohr:

τ K = R = σ X 2 + τ x y 2 = c J M   c o s β 2 + 2 3 V c + T 2

Corte transversal é dado por:

Resposta

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