Cálculo de Tensões em Junções Carregadas em Cisalhamento

Parafusos Junções em Cisalhamento Prof Me André Chiconi Rialto Junções carregadas em cisalhamento Os modos de falhas são descritos na figura ao lado A Carregamento de cisalhamento B flexão do rebite C Cisalhamento no Rebite D Falha por tração nos membros Junções carregadas em cisalhamento E Esmagamento do rebite F Rasgamento por cisalhamento G Rasgamento por Torção Junções carregadas em cisalhamento Logo se tem as seguintes equações para o cálculo das tensões 𝜎 𝐹 𝐴 𝜏 𝐹 𝐴 𝜎 𝑀𝑐 𝐼 Junções carregadas em cisalhamento O procedimento de cálculo então deve analisar 1 Esmagamento no parafuso de porca todos os parafusos participam 2 Esmagamento nos membros todos os furos participam 3 Cisalhamento do parafuso de porca todos os parafusos eventualmente participam Junções carregadas em cisalhamento Cisalhamento de borda e rasgamento do membro parafusos de borda participam Escoamento de tração do membro ao longo dos furos de parafusos de porca Verificação da capacidade do membro Junções de cisalhamento excêntrico Imagine o seguinte problema apresentado Junções de cisalhamento excêntrico Realizando um DCL do problema se obtém Junções de cisalhamento excêntrico O próximo passo é encontrar o centroide de área transversal da distribuição de pinos parafuso ou rebites 𝑥 1 𝑛 𝐴𝑖𝑥𝑖 1 𝑛 𝐴𝑖 𝑦 1 𝑛 𝐴𝑖𝑦𝑖 1 𝑛 𝐴𝑖 Junções de cisalhamento excêntrico Agora é necessário a realização de um diagrama de forças para a representação dos esforços aplicados no parafuso Como a figura é simétrica o ponto O é no meio da barra Junções de cisalhamento excêntrico Cada parafuso tem dois esforços atuando o primeiro pode ser calculado da seguinte forma 𝐹 𝑉 𝑛 E é chamado de cisalhamento primário Junções carregadas em cisalhamento O cisalhamento secundário é causado pelo momento do apoio sendo assim se tem 𝑀1 𝐹𝐴 𝑟𝐴 𝐹𝐵 𝑟𝐵 𝐹𝐶 𝑟𝐶 Os rs são as distâncias de cada parafuso até o centroide Junções carregadas em cisalhamento A relação entre a força e a distância ao centroide é constante sendo assim 𝐹𝐴 𝑟𝐴 𝐹𝐵 𝑟𝐵 𝐹𝐶 𝑟𝐶 Relacionando as duas equações apresentas chegase a 𝐹𝑛 𝑀1𝑟𝑛 𝑟𝐴 2 𝑟𝐵 2 𝑟𝑐 2 Junções carregadas em cisalhamento O último passo é somar vetorialmente as componentes geralmente se utiliza a regra do paralelogramo que é dado por 𝑠2 𝑎2 𝑏2 2𝑎𝑏 cos 𝜃 Exemplo 1 Uma junta feita de elementos de aço conformado a frio SAE 1040 𝑆𝑦 490 𝑀𝑃𝑎 sobrepostos e conectados usando ISO classe 58 𝑆𝑦 420 𝑀𝑃𝑎 Admita que a rosca do parafuso não se estende para o interior da junta Determine a maior força cortante F que pode ser aplicada para um fator de segurança mínima igual a 25 para os seguinte modos de falha cisalhamento dos parafusos contato nos parafusos contato nos elementos e tensão nos elementos Exemplos 1 M20 x 25 40 70 40 80 20 20 Exemplo 2 Dimensionar os rebites da junta excêntrica representada na figura Os diâmetros dos rebites deverão ser iguais t 10mm Pela ABNT NB14 𝜏 105MPa 𝜎𝑑 225MPa