Esforço cortante
Esforço cortante, força cortante ou força de cisalhamento é a força interna desenvolvida em membros estruturais que atua tangencialmente sobre a área de seção transversal de uma peça.[1][2] Em engenharia é o termo usado para descrever a força que tende a cortar um objeto sem que haja curvatura.[3] Este tipo de esforço atua contra a resistência ao cisalhamento do material, e é responsável por gerar a tensão de cisalhamento e a deformação por cisalhamento
Na engenharia o esforço cortante de um componente é importante para o projeto das dimensões e seleção de materiais a serem usados para a manufatura/produção do componente, (e.g. vigas, sapatas, ou parafusos). Em uma viga de concreto armado, o um dos propósito da colocação de vergalhões é aumentar a resistência ao cisalhamento.
A convenção de sinal usual considera a uma força cortante positiva, se ela for capaz de gerar um rotação no sentido horário.[1]
A tensão de cisalhamento que é gerada por um certo esforço cortante pode ser definida pela razão entre a força cortante e a área de seção transversal[4]:
Diagrama de esforço cortante
editarO diagrama de esforço cortante é um gráfico que define a intensidade da força de cisalhamento para qualquer ponto do elemento, corpo ou viga. É um gráfico que relaciona no eixo das ordenadas o a intensidade do esforço cortante, e no eixo das abicissas a distância em relação a um ponto do corpo (normalmente um dos pontos extremos).[5]
O gráfico de esforço cortante é diretamente relacionado com outros diagramas importantes na análise de vigas, uma vez que integrando o diagrama de esforço cortante obtemos o diagrama de momento fletor.[5]
Ação sob materiais
editarEm geral, materiais dúcteis falham em cisalhamento em cortante (ex. alumínio), enquant o materiais frágeis (ex. ferro fundido) falham sob tração. Como um guia muito grosseiro[6][7]:
| Material | Relação de forças limites | Relação de força de cisalhamento |
|---|---|---|
| Aços | ECL = aprox. 0.75*ETL | TEC = approx. 0.58*TYS |
| Ferro dúctil | ECL = aprox. 0.9*ETL | TEC = aprox. 0.75*TET |
| Ferro maleável | ECL = aprox. 1.0*ETL | |
| Ferro forjado | ECL = aprox. 0.83*ETL | |
| Ferro fundido | ECL = aprox. 1.3*ETL | |
| Ligas de alumínio | ECL = aprox. 0.65*ETL | TEC = aprox. 0.55*TET |
ECL: Esforço cortante limite, ETL: Esforço de tração limite, TEC: Tolerância ao esforço de cisalhamento, TET: Tolerância ao esforço de tração
Ver também
editarReferências
- ↑ a b Hibbeler, R. C. (2011). Estática : mecânica para engenharia 12. ed ed. São Paulo (SP): Pearson Prentice Hall. 250 páginas. ISBN 9788576058151. OCLC 817258833
- ↑ Melconian, Sarkis. Mecânica técnica e resistência dos materiais. 17ª ed. [S.l.]: Érica. 135 páginas
- ↑ «Introdução a análise estrutural - Engenharia». InfoEscola. Consultado em 3 de maio de 2019
- ↑ Beer, Ferdinand P. (2011). Mecânica dos materiais. Porto Alegre: AMGH. 30 páginas
- ↑ a b Beer, Ferdinand. Mecânica vetorial para engenheiros : estâatica 9a. edição ed. Porto Alegre: [s.n.] ISBN 9788580550481. OCLC 880434782
- ↑ Shear Stress vs Tensile Stress - Relationship between Shear stress and tensile Stress - www.roymech.co.uk
- ↑ Machine design Theory and Practice .A.D.Deutschman, W.A Michels & C.E. Wilson.. MacMillan Publishing 1975. Machinery's Handbook 27 th ed.