Definição
Diagrama de força de cisalhamento é a representação gráfica da variação da força de cisalhamento sobre a seção transversal ao longo do comprimento da viga. Com a ajuda do Diagrama de força de cisalhamento, podemos identificar as seções críticas sujeitas a cisalhamento e alterações de projeto a serem feitas para evitar falhas.
Do mesmo modo,
Diagrama de momento de flexão é a representação gráfica da variação do momento fletor ao longo da seção transversal ao longo do comprimento da viga. Com a ajuda do Diagrama de momento fletor, podemos identificar as seções críticas sujeitas a flexão e alterações de projeto a serem feitas para evitar falhas. Ao construir o Diagrama de Força de Cisalhamento [SFD], há um aumento ou queda repentina devido à carga pontual atuando na viga durante a construção do Diagrama de momento de flexão [BMD]; há um aumento ou queda repentina devido aos casais agindo na viga.
Q.1) Qual é a fórmula para o momento de flexão?
A soma algébrica dos momentos em uma seção transversal específica da viga devido aos momentos no sentido horário ou anti-horário é chamada de momento fletor nesse ponto.
Seja W um vetor de força atuando em um ponto A de um corpo. O momento desta força sobre um ponto de referência (O) é definido como
M = W xp
Onde M = vetor momento, p = vetor posição do ponto de referência (O) ao ponto de aplicação da força A. o símbolo indica o produto vetorial vetorial. é fácil calcular o momento da força em torno de um eixo que passa pelo ponto de referência O. Se o vetor unitário ao longo do eixo for "i", o momento da força em torno do eixo é definido como
M = i. (W xp)
Onde [.] Representa o produto escalar do vetor.
Q.2) O que é momento fletor e força de cisalhamento?
Resp:
Força de cisalhamento é a soma algébrica das forças paralelas à seção transversal sobre uma seção transversal específica da viga devido às forças de ação e reação. A força de cisalhamento tenta cortar a seção transversal da viga perpendicular ao eixo da viga e, devido a isso, a distribuição da tensão de cisalhamento desenvolvida é parabólica do eixo neutro da viga.
A Momento de flexão é uma soma dos momentos em uma seção transversal específica do feixe devido aos momentos no sentido horário e anti-horário. O momento de flexão tenta dobrar a viga no plano da barra e, devido à transmissão do momento de flexão sobre uma seção transversal da viga, a distribuição de tensão de flexão desenvolvida é Linear do eixo neutro da viga.
Q.3) O que é o diagrama de força de cisalhamento SFD e o diagrama de momento de flexão BMD?
Resp: Diagrama de força de cisalhamento [SFD] O diagrama da força de cisalhamento pode ser descrito como a representação pictórica da variação da força de cisalhamento que é gerada na viga, ao longo da seção transversal e ao longo do comprimento da viga. Com a ajuda do Diagrama de força de cisalhamento, podemos identificar as seções críticas sujeitas a cisalhamento e alterações de projeto a serem feitas para evitar falhas.
Do mesmo modo, Diagrama de momento de flexão [BMD] é a representação gráfica da variação do momento fletor ao longo da seção transversal ao longo do comprimento da viga. Com a ajuda do Diagrama de momento fletor, podemos identificar as seções críticas sujeitas a flexão e alterações de projeto a serem feitas para evitar falhas. Durante a construção do Diagrama de Força de Cisalhamento [SFD] Há um aumento ou queda repentina devido à carga pontual atuando na viga durante a construção do Diagrama de momento de flexão [BMD]; há um aumento ou queda repentina devido aos casais agindo na viga.
Q.4) Qual é a unidade de momento fletor?
Resp: O momento de flexão tem uma unidade semelhante a um par de Nm.
Q.5) Por que o momento na dobradiça é zero?
Resp: No Suporte de dobradiça, o movimento é restrito na Direção Vertical e Horizontal. Não oferece resistência ao movimento rotacional sobre o suporte. Assim, o suporte oferece uma direção para o movimento horizontal e vertical e nenhuma reação ao momento. Assim, o momento é zero na dobradiça.
Q.6) Qual é a curvatura da viga?
Resp: Se o momento aplicado à viga tenta dobrar a viga no plano da barra, então é denominado momento fletor e o fenômeno é denominado flexão da viga.
Q.7) Qual é a condição de deflexão e momento fletor em uma viga simplesmente apoiada?
Resposta: As condições de deflexão e momento fletor em uma viga simplesmente apoiada são:
- O momento de flexão máximo que produz a tensão de flexão deve ser igual ou menor que a capacidade de suporte de resistência permissível do material da viga.
- A deflexão induzida máxima deve ser menor que o nível aceitável com base na durabilidade para o comprimento, período e material da viga fornecidos.
Q.8) Qual é a diferença entre o momento de flexão e a tensão de flexão?
Resposta: Momento de flexão é a soma algébrica dos momentos em uma seção transversal específica do feixe devido aos momentos no sentido horário e anti-horário. O momento de flexão tenta dobrar a viga no plano da barra e, devido à transmissão do momento de flexão sobre uma seção transversal da viga, a distribuição de tensão de flexão desenvolvida é Linear do eixo neutro da viga. Dobrar A tensão pode ser definida como a resistência induzida devido ao momento de flexão ou por dois pares iguais e opostos no plano do membro.
Q.9) Como a intensidade da força de cisalhamento da carga e os momentos fletores estão relacionados matematicamente?
Resp: Relações: Seja f = intensidade da carga
Q = força de cisalhamento
M = momento de flexão
A taxa de variação da força de cisalhamento dará a intensidade da carga distribuída.
A taxa de variação do momento de flexão fornecerá a força de cisalhamento apenas nesse ponto.
Q.10) Qual é a relação entre carga de força cortante e momentos fletores?
Resp: A taxa de variação do momento de flexão dará força de cisalhamento apenas naquele ponto particular.
Q.11) Qual é a diferença entre um momento plástico e um momento fletor?
Resp: O momento plástico é definido como o valor máximo do momento em que a seção transversal completa atinge seu limite de escoamento ou valor de tensão admissível. Teoricamente, é o momento de flexão máximo que toda a seção pode suportar antes de ceder qualquer carga além deste ponto que resultará em grande deformação plástica. O momento de flexão é a soma algébrica dos momentos em uma seção transversal específica do feixe devido aos momentos no sentido horário e anti-horário. O momento de flexão tenta dobrar a viga no plano da barra e, devido à transmissão do momento de flexão sobre uma seção transversal da viga, a distribuição de tensão de flexão desenvolvida é Linear do eixo neutro da viga.
Q.12) Qual é a diferença entre o momento de força, acoplamento, torque, momento de torção e momento de flexão? Se dois são iguais, qual é a utilidade de atribuir nomes diferentes?
Resp: Um momento, um torque e um par são todos conceitos semelhantes que se baseiam em um princípio básico do produto de uma força (ou forças) e uma distância. Um momento de força pode ser formulado como o produto da força e o comprimento da linha que atravessa o ponto de apoio e é vertical à força atuante. O momento fletor tenta dobrar a viga no plano da barra e devido à transmissão do momento fletor sobre uma seção transversal da viga.
Um par é um momento gerado por duas forças de mesma magnitude, atuando na direção oposta e eqüidistante do ponto de reação. Portanto, um par é estaticamente equivalente a uma dobra simples. O torque é um momento em que os funcionais tendem a girar um corpo em torno de seu eixo de rotação. Um exemplo típico de torque é um momento de torção aplicado em um eixo.
Q.13) Por que os momentos fletores máximos são os menores quando o valor numérico é o mesmo nas direções positivas e negativas?
Resp: O momento de flexão máximo e o momento de flexão mínimo dependem da condição e da direção da aplicação da tensão, e não da magnitude da tensão. Um sinal positivo denota tensão de tração e o sinal negativo denota compressão. A magnitude máxima do momento fletor é considerada para o projeto, enquanto o sinal denota se a viga é projetada para cargas de compressão ou de tração. Normalmente, as vigas são projetadas para tensões de tração, pois o material provavelmente cederá sob tensão e, por fim, se romperá.
Q.14) O que é a equação do momento fletor em função da distância x calculada a partir do lado esquerdo para uma viga simplesmente apoiada de vão L carregando UDL w por unidade de comprimento?
Resp:
A carga resultante atuando no Feixe devido ao UDL pode ser dada por
W = área de um retângulo
W = eu * w
W = wL
Carga Ponto Equivalente wL atuará no centro do feixe. ou seja, em L / 2
O valor da reação em A e B pode ser calculado aplicando a condição de Equilíbrio
Para Equilíbrio vertical,
Tomando o momento sobre A, o momento no sentido horário positivo e o momento no sentido anti-horário é considerado negativo
Colocando o valor de RB na equação de equilíbrio vertical, obtemos,
Seja XX a seção de interesse a uma distância de x da extremidade A
De acordo com a convenção de sinais discutida anteriormente, se começarmos a calcular a força de cisalhamento do lado esquerdo ou da extremidade esquerda da viga, a força de ação para cima é considerada positiva e a força de ação para baixo é considerada negativa. Para o Diagrama do momento de flexão, se começarmos a calcular o momento de flexão do lado esquerdo ou da extremidade esquerda da viga, o momento no sentido horário é considerado positivo. O momento no sentido anti-horário é considerado negativo.
Força de cisalhamento em A
Força de cisalhamento na região XX é
Força de cisalhamento em B
Momento de flexão em A = 0
Momento de flexão em X
Momento de flexão em B = 0
Q.15) Por que a viga cantilever tem um momento fletor máximo em seu suporte? Por que não tem um momento de flexão em sua extremidade livre?
Resp: Para uma viga cantilever com carregamento pontual, a viga tem apoio fixo em uma extremidade e a outra extremidade é livre. Sempre que uma carga é aplicada na viga, apenas o apoio resiste ao movimento. Na extremidade livre, não há restrição de movimento. Assim, o momento será máximo no suporte e mínimo ou zero na extremidade livre.
Q.16) Qual é o momento fletor em uma viga?
Resp: O momento de flexão tenta dobrar a viga no plano do membro e devido à transmissão de Momento de flexão sobre uma seção transversal da viga.
Q.17) Onde a tensão e a compressão atuam na flexão de vigas simplesmente apoiadas, bem como em vigas cantilever?
Resp: Para uma viga simplesmente apoiada com carga uniforme agindo para baixo, a localização da tensão máxima de flexão e tração induzida atua na fibra inferior da seção transversal no ponto médio da viga, enquanto a tensão máxima de flexão por compressão atua na fibra superior da seção transversal no ponto médio do vão. Para uma viga cantilever de um determinado vão, o tensão máxima de flexão estará na extremidade fixa da viga. Para carga líquida descendente, a tensão máxima de flexão de tração atua no topo da seção transversal e a tensão máxima de compressão atua na fibra inferior da viga.
Q.18) Por que estamos levando o momento fletor do lado esquerdo da viga ao ponto em que a força de cisalhamento é zero?
Resp: O momento fletor pode ser obtido em qualquer lado da viga. Geralmente, é preferível que, se começarmos a calcular o momento de flexão do lado esquerdo ou da extremidade esquerda da viga, o momento no sentido horário seja considerado positivo e o momento no sentido anti-horário como negativo. Se começarmos a calcular a força de cisalhamento do lado esquerdo ou da extremidade esquerda da viga, a força de ação para cima é considerada positiva e a força de ação para baixo é considerada negativa de acordo com a convenção de sinais.
Q.19) Como usamos a convenção de sinais em momentos de flexão e forças de cisalhamento?
Resp: Se começarmos a calcular o momento de flexão do lado direito ou extremidade direita de a viga, Momento Horário é tomado como negativo e Momento contra-sábio é tomado como Positivo Se começarmos a calcular o momento de flexão do Lado esquerdo ou extremidade esquerda do feixe, Momento Horário é tomado como Positivo, e Momento anti-horário é tomado como Negativo.
Q.20) Como faço para fortalecer uma viga I de aço com suporte simples contra cisalhamento e flexão?
Resp: A resistência da viga I, que é simplesmente suportada, pode ser aumentada contra cisalhamento e condições de flexão, aumentando o momento de inércia da área da viga, adicionando reforços à teia da viga I, mudando o material da viga para um material de maior resistência com maior resistência ao escoamento. Alterar o tipo de carregamento também afeta a resistência da viga.
Q.21) O que é Ponto de Contraflexura?
Resp: O ponto de Contraflexura pode ser definido como o ponto no diagrama do Momento de Flexão onde o momento de flexão se torna '0'. Ocasionalmente, é denominado Ponto de inflexão. No ponto de contraflexão, a curva de momento fletor da viga mudará de sinal. Geralmente é visto em uma viga com suporte simples submetida a um momento no vão médio da viga e condições de carregamento combinadas de UDL e cargas pontuais.
Para saber sobre a resistência do material (clique aqui)e diagrama de momento de flexão Clique aqui.
Leia mais sobre Método de Macaulay e Método da Área do Momento.
Sou Hakimuddin Bawangaonwala, engenheiro de projeto mecânico com experiência em projeto e desenvolvimento mecânico. Concluí M. Tech em Engenharia de Design e tenho 2.5 anos de experiência em pesquisa. Até agora foram publicados dois artigos de pesquisa sobre torneamento duro e análise de elementos finitos de acessórios de tratamento térmico. Minha área de interesse é projeto de máquinas, resistência de materiais, transferência de calor, engenharia térmica, etc. Proficiente em software CATIA e ANSYS para CAD e CAE. Além de Pesquisa.
