Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Resistência dos Materiais- Ed: 3º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 59
A viga retangular mostrada é feita de um plástico, cujo módulo de elasticidade à tração é metade do valor à compressão. Para um momento fletor de , determinar a máxima: (a) tensão de tração; (b) tensão de compressão.
Passo 1
Queremos analisar essa viga. Podemos interpretar essa mudança de módulo de elasticidade como em uma viga composta. Os dados que temos são:
-
- Largura da viga:
- Altura da viga:
- Momento fletor aplicado:
Vamos usar o lado que sofre compressão como referência. Para isso, nosso fator de transformação vai ser:
Belezinha! Agora é fazer continhas. Vem comigo!
Passo 2
Primeiro vamos encontrar a localização da linha neutra. Podemos fazer isso montando a equação de equilíbrio de momento estático. Temos essa seção:
A soma de momentos em torno do eixo neutro deve ser nulo. Cada momento é o produto entre a área e a distância entre o eixo neutro e o centroide de cada área.
Lembrando que a gente tem que usar o valor de para a seção em que há tração, a equação fica assim:
Resolvendo para (escolhendo a raiz positiva):
Passo 3
Vamos calcular os momentos de inércia. Como a gente não tem, de fato, materiais diferentes, mas somente valores diferentes para tração e compressão, calculamos os momentos de cada área:
E somamos tudo:
Passo 4
a) Queremos calcular a tensão máxima de tração. Agora a gente precisa usar o fator . Fica assim:
Passo 5
b) Queremos calcular agora a tensão máxima de compressão. Fica assim:
Resposta
(a)
(b)