Concentradores de Tensões em Torção
Produzido por Pablo RicardoTeoria
Introdução
Vamos dizer que nós temos que calcular a tensão de cisalhamento máxima no eixo abaixo:
Nesse eixo, nós temos:
- Uma seção inicial de diâmetro ;
- Uma seção final de diâmetro ;
- E uma redução de seção rápida entre essas seções, de acordo com o adoçamento de raio .
Para calcular a tensão nesse eixo, devemos, a princípio, aplicar a fórmula da torção para a seção final, de diâmetro menor.
Mas na prática, por causa da redução rápida de seção sofrida por esse eixo, a tensão vai ser ainda maior que para a seção de diâmetro menor.
Esse é o efeito que nós chamamos de concentração de tensões.
Então nesse caso...
Como podemos calcular ?
Fórmula da Torção com Concentrador de Tensões
A resposta está em calcular levando em conta o efeito da concentração de tensões através de um coeficiente :
E, para saber o valor desse coeficiente de concentração de tensões , nós devemos recorrer a um gráfico como o da imagem abaixo:
Uso do Gráfico
Para utilizar esse gráfico, devemos primeiro identificar o valor das dimensões do eixo no esquema na parte superior do gráfico.
Feito isso, devemos identificar qual curva do gráfico vamos usar. (Nesse caso, precisamos calcular a razão entre os diâmetros para fazer a escolha dessa curva.)
E, por último, devemos calcular o valor da razão no eixo horizontal do gráfico. (Nesse caso, a razão entre o raio de adoçamento e o diâmetro menor .)
Feito isso, podemos inserir o valor dessa razão no gráfico e identificar o coeficiente correspondente, como no exemplo abaixo:
Outros Casos
Além dos casos onde há uma redução rápida de seção, outros casos em que ocorre uma concentração de tensões em problemas de torção são:
- Em acoplamentos entre dois eixos;
- E em rasgos de chaveta em eixos para o acoplamento de engrenagens ou polias.
Apesar desses outros casos existirem, os exercícios focam sempre no caso principal, que é a redução rápida de seção.