Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Resistência dos materiais - 7ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 39
39. A viga de abas largas está sujeita à força de . Determine as tensões principais na viga no ponto A localizado na alma na parte inferior da aba superior. Embora a precisão não seja muito boa, use a fórmula do cisalhamento para calcular a tensão de cisalhamento.
Passo 1
Primeiro, vamos calcular os esforços cortantes e os momentos fletores da viga.
Montaremos, então, o diagrama de esforços cortantes e momento fletor no ponto (ou ):
Passo 2
Devemos, então, calcular o momento de inércia da seção transversal. Sabemos que para seções retangulares, temos a seguinte equação de momento de inércia:
Onde é o tamanho da parede paralela ao eixo e é o tamanho da parede perpendicular ao eixo.
Neste caso, devemos usar o Teorema dos Eixos Paralelos, pois os centroides das peças separadas não estão no mesmo eixo que o centroide da peça total, o qual é dado por:
Onde é a área de um elemento separado e é a distância do seu centroide com o centroide da peça total.
Mas como o centroide da peça 2 coincide com o centroide da peça total, não será preciso aplicar o teorema dos eixos paralelos para ela:
Obtemos então, que:
Passo 3
Em seguida, vamos calcular a tensão no ponto , através da fórmula abaixo:
E depois fazer o cálculo da tensão máxima de cisalhamento no ponto :
Passo 4
Obtidas as nossas tensões de estado plano, bora descobrir, então, as tensões principais no ponto , através da fórmula abaixo:
Essa fórmula nos fornece duas tensões, uma máxima e outra mínima :
Resposta
As tensões principais no ponto são: