O Relatório de Flambagem
Por: Nicolas Grillo • 21/11/2017 • Ensaio • 1.322 Palavras (6 Páginas) • 919 Visualizações
Relatório Técnico – Ensaio de Flambagem
1. INTRODUÇÃO
Flambagem é o termo usado para descrever o comportamento de um elemento estrutural submetido a uma carga axial no sentido longitudinal desse elemento. Tal elemento estrutural deve apresentar duas dimensões muito menores que a terceira para que ocorra flambagem.[1]
A flambagem ocorre quando a tensão é maior que a admissível, o grau de intensidade de tal tensão depende de onde a força é aplicada e das características da peça.
Um fator importante na análise da flambagem é o índice de esbeltez da peça. Tal índice normalmente é usado na análise de molas, no caso do ensaio de flambagem será usado na análise de barras.
A equação de flambagem de uma coluna esbelta comprida apoiada por um pino pode ser escrita e seus termos definidos como segue:
[pic 1] (I)
Onde:
E = módulo de elasticidade longitudinal
I = menor momento de inércia da área da seção transversal
L = comprimento de flambagem
Sendo o momento de inercia da barra definido como
(II)[pic 2]
Onde b e h são dimensões da seção transversal e neste caso b é referente a largura e h referente a espessura.
A tensão crítica de Euler é dada por:
[pic 3] (III)
com [pic 4] (IV)
Onde i é o raio de giração e A é a área da secção transversal.
Logo,
[pic 5] (V)
[pic 6] (VI)
Onde a equação VI é oíndice de esbeltez
[pic 7]
Figura 1: Barra biarticulada submetida a esforço de compressão
2. JUSTIFICATIVA
É importante fazer o ensaio de flambagem, pois com ele calculamos a carga máxima suportada pelas barras esbeltas, tubos e colunas evitando um colapso nos elementos e levando em conta um fator de segurança, um possível acidente.
3. OBJETIVO
O objetivo deste ensaio é analisar a carga crítica, bem como a tensão crítica de quatro barras esbeltas feitas de materiais distintos: latão, cobre, alumínio, aço, quando submetidos a um esforço de flambagem, e comparar os resultados teóricos e práticos.
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4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Materiais
- Quatro barras esbeltas feitas de materiais distintos (latão, alumínio, cobre e aço), com comprimento de 1 metro e espessura e largura distintas, Tabela 01.
- Paquímetro DIGIMESS: faixa de medição = 0-150mm; resolução: 0,02mm.
- Apagador de quadros negros, como proteção a mão;
- Célula de carga, ligado a um software e a um computador.
4. 2 Métodos
Primeiramente foram feitas as medições das barras, como comprimento, largura e espessura, para que pudessem ser realizados os cálculos de carga crítica e, consequentemente, tensão crítica a partir da equação de Euler demonstradas na teoria, e assim confrontar com os resultados experimentais.
Então se colocou a barra na célula de carga, (no sentido de seu maior comprimento), e com um auxílio de um dos alunos, aplicou-se uma força de compressão sobre uma das extremidades de cada barra. Ao sofrer flambagem, anotou-se a carga crítica real e assim obtendo o valor da tensão crítica real.
Com os valores teóricos e experimentais, fizeram-se cálculos comparativos.
5. RESULTADOS
O resultado as medições das dimensões das barras e das cargas críticas estão na Tabela 01:
Material | Espessura (mm) | Largura (mm) | Comprimento (mm) | Carga crítica (N) |
Latão | 3,38 | 22,30 | 1000 | 45 |
Cobre | 3,20 | 19,10 | 1000 | 54 |
Alumínio | 3,22 | 20,20 | 1000 | 74 |
Aço | 3,38 | 25,18 | 1000 | 120 |
Tabela 01: Dimensões das barras e as cargas críticas
5.1 Cálculo teórico da carga máxima
Utilizando os valores do módulo de elasticidade, fonte [2], e as equações (I) e (II) [1] foram calculadas as cargas críticas:
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