CONSTRUÇÃO DOS DIAGRAMAS DE: FORÇA CORTANTE E MOMENTO FLETOR

CONSTRUÇÃO DOS DIAGRAMAS DE: FORÇA CORTANTE E MOMENTO FLETOR, COM SOFTWARE Ftool

Jefferson William Cunha de Oliveira 2010025230

Tiago Giordano Nascimento Correa 2010025212

Rogério Santos Cruz 2009034872

Vinicius Pereira Da Silveira 2008026750

Resumo

Este relatório tem como objetivo usar os conhecimentos obtidos na disciplina Mecânica dos Sólidos de um modo prático, montando e simulando o problema apresentado, de modo que haja uma familiarização rápida e eficiente com os softwares Ftool. Entendendo melhor os conceitos a serem estudados no decorrer da disciplina.

Palavras-chave: Mecânica dos Sólidos, simulação, Ftool.

1 INTRODUÇÃO 

Este relatório é referente à solução das questões propostas na Guia de Problema 1, da disciplina de Mecânica dos Sólidos. Foi utilizado o software Ftool, no qual de uma maneira bem simples e intuitiva pudemos “projetar” virtualmente os esquemas das questões propostas.

A utilização do software foi extremamente proveitosa pois desta maneira pudemos ver de forma mais real como as forças agem sobre vigas, e os efeitos que podem advir dessas forças como deformações, etc.

Na resolução dos problemas, se fez necessário não só nosso conhecimento para a utilização só software, como também nosso conhecimento teórico para que pudéssemos analisar na prática todo o conhecimento que conhecemos previamente na teoria

2 PROCEDIEMNTO EXPERIEMENTAL

Foi instalado o software Ftool, após abrir o software clicou-se em: Determinate beams. Logo após definiu-se qual dos três tipos de apoio disponibilizados pelo software deveria ser utilizado de acordo com o que estava na respectiva questão do Problema 1. Os parâmetros (comprimento da viga, intensidade da força, etc.) foram inseridos no programa. Em seguida apareceu o diagrama da questão. Por fim clicou-se no botão que mostrava as forças e assim foi possível solucionar as questões do Problema 1.

O objetivo é construir os diagramas de força cortante e momento fletor para as vigas, utilizando os Softwares Ftools.

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

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Figura 1 - Reações nos apoios da estrutura

Pela figura 1 que representa as reações nos apoios a partir da simulação no software ftool, percebemos que a partir de uma força aplicada de magnitude 10 kN/m no sentido horizontal (da esquerda para direita) e outra de magnitude 20 KN/m atuando no sentido vertical de uma estrutura (de cima para baixo), gera uma reação de 2125 kN no sentido vertical do apoio quando o mesmo dista 300 metros de um ponto,assim como uma força de 5875kN no sentido vertical orientado para cima no apoio direito ,quando o mesmo dista 400 m de um nó. No entanto uma outra força orientada no sentido horizontal para a esquerda do apoio direito,com valor 3000 kN é gerada a partir da simulação da estrutura no software ftool.

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Figura 2 - Momentos fletor nos pontos da estrutura

Através da simulação da estrutura da questão 1 em software ftool, obtivemos os seguintes resultados em cálculo.

A área de corte compreendida entre os pontos (X,Y) = (zero ,0)m e (X,Y) = (zero,300)m é equivalente a 450 kn/m,o momento fletor em (X,Y) = (0,0)m é 0,0 kN/m,ao adicionar a área da curva de cisalhamento (450 kN/m) ao ponto 0,0 kN/m dá um momento equivalente a 450 kN/m em (X,Y) = (0,300)m.

A área de corte compreendida entre os pontos (X, Y) = (0,300) m e (X,Y) = (400,300) m é equivalente a 1,2 MN/m,o momento fletor em (X,Y) = (0,300) m é 450 kN/m,adicionando-se a área da curva de cisalhamento (1,2 MN/m) ao ponto 337,1 kN/m obtemos um momento de 1,2 MN/m em (X,Y) = (400,0) m.

A área de corte compreendida entre os pontos (X, Y) = (400, 300) m e (X, Y) = (400,0) m é 1,2 MN/m, o momento fletor em (X, Y) = (400, 300) m é 1,2 MN/m, adicionando-se a área da curva de cisalhamento (1,2 MN/m) ao ponto 1,2 MN/m, obtemos um momento de 1,2 MN/m em (X, Y) = (400,0) m.

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Figura 3 - Diagrama de força cortante na estrutura

Através da simulação no software ftool, obtivemos os seguintes resultados para a força cortante que atua sobre a estrutura.

A área sobre a curva de corte compreendida entre os pontos (X, Y) = (0,0) m e (X, Y) = (0, 300)m é equivalente a 3KN/m. adicionando a área da curva de cisalhamento (3KN/m) ao ponto 0,0 KN/m obtemos uma resultante de força cortante no ponto (X, Y) = (0,300)m igual a 2,125 KN/m.

A área sobre a curva de corte entre os pontos (X, Y) = (0,300) m e (X,Y) = (400,300)m é equivalente a 5,875 KN/m,resultando em uma resultante de força cortante de mesmo valor entre os dois pontos.

A área sobre a curva de corte entre os pontos (X, Y) = (400, 300)m e (X, Y) = (400,0)m é equivalente a 3 KN/m resultando assim em uma força cortante resultante de mesmo valor entre os pontos.

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Figura 4 - Representação da estrutura no software ftool

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Figura 5 - Reações nos apoios da estrutura

Através da simulação pelo software ftool, constata-se que, para três forças atuando sobre a estrutura com valores 1 kN, 1.5 KN e 1 KN respectivamente, aplicadas em sentido vertical (de cima para baixo) nas bordas e no centro de uma estrutura, onde as forças de 1 KN distam de 2metros do centro, produzem uma reação nos apoios das mesmas de valores 1750 KN, tais forças, no entanto são as resultantes das forças aplicadas atuando no sentido oposto nos apoios.

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Figura 6 -  Momento fletor na estrutura

Através da simulação no software ftool, obtivemos os seguintes cálculos no que diz respeito aos resultados dos momentos aplicados na estrutura.

Através da curva de corte compreendida entre os pontos X= 0 m e X=1 m têm valor equivalente a 1 KN/m, adicionando-se a curva de cisalhamento (1 KN) ao ponto X= 0 m (0,0 KN/m) obtemos um momento fletor em x= 1 m de 1 KN.

A curva compreendida entre os pontos X= 1 m e X= 2m possui uma curva de cisalhamento equivalente a 250 N, provocando assim um momento fletor no ponto X=2 m de 250 N.