Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Mecânica dos Materiais- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 147
Usando uma roseta de 45°, foram determinadas as deformações específicas e para um determinado ponto. Usando o círculo de Mohr, mostre que as deformações específicas principais são
(Sugestão: Os triângulos sombreados são congruentes.)
Passo 1
Opaa! Fala pessoal, beleza? Bora pra mais um?! Para resolver esse exercício, vamos escrever a base e a altura do triângulo em função das coordenadas dadas. Fazendo isso, sabemos que o raio do círculo de Mohr poderá ser dado por Pitágoras, então vamos desenvolver essa expressão para encontrar o raio do círculo de Mohr em função das nossas variáveis. Depois vamos jogar essa expressão na equação que nos dá a deformação máxima e mínima, que é:
Então bora lá!
Passo 2
Como vimos no passo 1, vamos precisar da deformação média. No nosso caso, como as direções 1 e 3 estão separadas por 90°, teremos:
Beleza! Agora nós vamos escrever o comprimento pro lado do triângulo, que está na horizontal, mais próximo ao ponto A da figura dada no enunciado. Podemos fazer isso utilizando a tensão média e a tensão até a extremidade desse lado, subtraindo uma da outra, temos somente o comprimento do lado, que é o que nos interessa, então teremos:
Substituindo a expressão obtida para , teremos:
Beleza, agora vamos encontrar o comprimento do outro lado do triângulo, o lado menor. Como o enunciado nos disse que os triângulos são congruentes, podemos utilizar o triângulo que está “em pé” dentro do círculo de Mohr, pegar a deformação que vai até aquele ponto e subtrair a deformação média até o centro do círculo, dessa forma, teremos:
Substituindo a expressão obtida para , teremos:
Passo 3
Beleza, então a hipotenusa desse triângulo será o raio do círculo de Mohr, de modo que podemos escrever:
Substituindo as expressões encontradas para e obtidas no passo 2, teremos:
Desenvolvendo essa expressão, teremos:
Podemos reescrever esses 5 termos como 2 produtos notáveis, da seguinte forma:
Opa, estamos chegando no formato do enunciado, agora tirando a raiz dos dois lados, temos:
Passo 4
Então, sabendo que a deformação máxima e mínima pode ser dada através de:
Substituindo as expressões encontradas para e , teremos:
Que é exatamente a equação dada no enunciado! Shoow, conseguimos mais um!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)