Apresentação Mecânica Sólidos

Olá alunos, nesse link vamos disponibilizar material complementar.

1- Apresentação

Na atualidade a Mecânica dos Sólidos é estudada nos cursos de engenharia de todo o mundo. Com seus conhecimentos tornou-se possível a construção de estruturas metálicas, pontes, vigas, prédios, eixos, antenas de telecomunicações, foguetes, carros entre outros bens da vida moderna. Mas nem sempre foi assim. As civilizações mais antigas, mesmo sem conhecerem essa ciência, construíram grandes palácios, jardins suspensos, templos, estádios, pirâmides, aquedutos e igrejas colossais.

Acredita-se que Imhotep foi um arquiteto e físico responsável pela construção de pirâmides por volta de 2950 A.C. com conhecimentos básicos de aritmética e geometria. Os gregos nos deixaram obras como o Partenon. Os romanos construíram o coliseu, aquedutos e grandes palácios.

O Partenon grego tem 70m de comprimento, 32m de largura e 14m de altura. O Coliseu Romano tem aproximadamente 170m de raio e 48m de altura. A pirâmide de Queóps tem  aproximadamente 146m de altura.

O primeiro estudo ligado à resistência dos materiais é atribuído a Leonardo da Vinci (1452-1519), que se interessou pela resistência de fios metálicos, com os quais teria feito ensaios de tração. A abordagem científica do assunto se deve a Galileu Galilei (1564-1642). Os dois primeiros capítulos do seu livro “Diálogos sobre Duas Novas Ciências” tratam da resistência dos materiais. Ele discute a mecânica de barras e vigas engastadas.

Robert Hooke (1635-1703), Isaac Newton, os irmãos Bernoulli – Jacques e Johan, Euler (1707-178), Thomas Young, Otto Mohr são alguns dos mais importantes estudiosos da área.

2- Normas Técnicas: 

Recomendamos a leitura das normas NBR 88000/2008 – que trata do projeto e execução de estruturas de aço e de estruturas mistas aço-concreto de edifícios e da NBR 8681/2004 que trata da segurança nas estruturas.

3- Composição do aço:

O domínio do processo de fundição dos metais, que deu origem á moderna ciência de materiais e siderurgia dos dias atuais. Mas o desenvolvimento dessas técnicas não ocorreu de forma simultânea e entre todos os povos. Entre as civilizações que dominaram a siderurgia temos os chineses, os egípcios, os gregos, romanos e persas. No início, os materiais derretidos eram aqueles que apresentavam menor temperatura de fundição tais como ouro e o cobre. Com a fusão conjunta do estanho e do cobre alguns povos dominaram a fabricação do bronze.

O desenvolvimento de novas técnicas de fundição e o uso de fornos mais potentes permitiram o desenvolvimento de ligas de ferro mais resistentes e flexíveis, dando origem a armas mortais e a escudos mais resistentes. Diversos autores afirmam que na China já se conhecia o processo de fundição do ferro há 3.000 A.C. Durante séculos os mestres artesãos moldaram os metais e descobriram formas de aumentar a resistência e a flexibilidade das lâminas das espadas.

A Inglaterra foi um dos primeiros países a construírem os alto fornos. A técnica de Bessemer criada no século XIX revolucionou a produção do aço.

Atualmente o aço é fundamental no processo de industrialização e de desenvolvimento das nações.

Saiba mais sobre como a produção do aço se tornou importante para o desenvolvimento desigual dos países.

Tecnologia e desenvolvimento desigual no centro do sistema capitalista

 

4- Ensaios mecânicos

Para se determinar a resistência estrutural do aço é necessário avaliar sua deformação diante das solicitações aplicadas. Um ensaio muito comum é o de tração. Como resultado são construídos diagramas de tensão – deformação.  O aço é capaz de sofrer grandes deformações antes da ruptura. Já o vidro, o ferro fundido ou o concreto rompem mais bruscamente.

Os materiais que se caracterizam por seguirem os diagramas (a) e (b) são chamados de dúcteis. Já os materiais que  que seguem o diagrama (c) são chamados frágeis. Nos materiais dúcteis a ruptura é precedida por grandes deformações.

Quando um corpo de prova de prova é descarregado, a deformação sofrida durante o carregamento pode desaparecer parcial ou totalmente. Isso depende muito de sua elasticidade. Quando a barra volta totalmente à forma original, ela é perfeitamente elástica, mas se não retornar ela é parcialmente elástica e a deformação que fica é a deformação permanente.

A relação linear entre tensão e deformação pode ser expressa pela Lei de Hooke.

Tensão = Módulo de Elasticidade x Deformação específica

O módulo de elasticidade E do aço, da madeira e do concreto:

Aço: 2 100 000 Kgf/cm 2 (210.000 MPa)
Madeira: 100 000 Kgf/cm 2 (10.000 MPa)
Concreto: 200 000 Kgf/cm 2 (20.000 MPa)

5-  Convenções utilizadas na área de Mecânica dos Sólidos

Os primeiros problemas estudados na área foram as vigas bi-apoiadas. Algumas convenções foram criadas para analisar as forças e reações decorrentes.

6- Estática dos corpos sólidos

 

7- Treliças

8- Tensão de flexão

 

9- Diagramas de momento fletor e de esforço cortante 

 

10- Exercícios resolvidos 

Momento fletor:

https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/2657541/mod_resource/content/1/Apostila%20de%20Teoria%20-%20Cap%C3%ADtulo%205.pdf

http://www.lmc.ep.usp.br/pesquisas/tecedu/artigos/ArtigoCobenge.pdf

http://www.lmc.ep.usp.br/pesquisas/TecEdu/  USP

 

http://www.cpscetec.com.br/adistancia/ftool/aula2.htm

 

http://www.cpscetec.com.br/adistancia/ftool/aula1.htm