EngMec João Quirino Jr.

22/11/2024

05/11/2024

Solicitação Transversal de Cisalhamento

Vimos as solicitações Normais de Tração, Compressão e Flexao.

Vamos a primeira solicitação transversal, a de Cisalhamento.

Formula: tc = me . F / S obde:
tc - Tensão de Cisalhamento [MPa]
me - Momento Estático da Seção [m3]
F - Força de corte, de cisalhamento [N] Ela é paralela e seção transversal
S - Seção transversal ou área da peça [m2]

É importante aqui, vc calcular a Força que tende a cisalhar, a cortar a peça transversalmente. Normalmente, na solicitação de Flexão, temos o cisalhamento.

O momento estático (me) é referente a forma da seção. Temos, portanto:
- para a seção retangular e quadrada me = 3/2
- para a seção circular me = 4/3
- para a secao coroa circular me = 2

Na realidade, qdo vc faz o cálculo da solicitação de flexão, deve-se efetuar o cálculo da solicitação de cisalhamento também. E levar para o cálculo de Tresca e de Von Mises para achar o Coeficiente de Segurança.

As fórmulas de Tresca e de Von Mises estão na primeira aula que postei aqui.

A solicitação de cisalhamento aparece em peças tais como solda, parafuso, rebite, chavetas, dente de engrenagens, vigas, chapas, longarinas e etc.

Uma forma de vc fazer o teu cálculo é a seguinte.

Vc define um valor do Coeficiente de Seguranca, que pela Norma ABNT NBR 14127 não deve ser menor que 2 e por conseguinte, define a tensão admissível para a tensão normal, seja de tração, compressão ou a Flexão.

Normalmente para aços, a relação entre a tensão de tração, normal e a de cisalhamento, transversal, pode-se considerar com muita boa aproximacao:

tcadm = 0,577 . ttadm

E aí vc tem a tensão admissível ao cidalhamento.

Pronto, vc definiu as Tensões admissíveis, normal e transversal é só partir para o desenvolvimento dos cálculos finais.

Próxima aula, a segunda solicitação transversal, a de Torção.

Lembrando, que se tiver dúvida, pode fazer contato.

Farroupilha, 04 de novembro de 2024.

31/10/2024

Meu nome é Joao Quirino, sou engenheiro mecanico, especialista em cálculo estrutural de máquinas e equipamentos há mais de 38 anos e trabalho de forma autônoma há 16 anos.

Com o intuito de atendê-los estou enviando uma Apresentação dos serviços prestados.

Resumindo são 2 forma de prestação de serviços.

Primeira forma: Desenvolvimento de produtos nas áreas mecânica e construção civil e

Segunda forma: na área de desenvolvimento de cursos profissionalizantes também nas áreas mecânicas e civil.

Segue abaixo uma Apresentação mais ampliada.

*1. Empresas diversas áreas.*
Os serviços referem-se ao dimensionamento com cálculo estrutural, projeto, fabricação, montagem e instalação e manutenção preventiva e corretiva de máquinas e equipamentos conforme necessidade do cliente.

- Elevador M***a Carga para indústrias, supermercados, farmácias, malharias.
- Elevador residencial para idosos e cadeirantes.
- Ventilação local exaustora para fumos de solda.
- Ventilação Diluidora Geral para PPCI.
- Laudo técnico e Proteção de máquinas e equipamentos conforme NR 12.
- Trilhos para banhos químicos.
- Ponte Rolante.
- Pórtico Rolante.
- Linha de vida.
- Guarda corpo e rodapé.
- Plataformas Primária e Secundária.
- Estrutura Metálica para pavilhão, galpão (Tesoura, terça e coluna).
- Andaimes.
- Mesaninos.

Documentos Técnicos entregue ao cliente.
- ART.
- Memorial Descritivo.
- Projeto do Produto.
- Projeto de M***agem e Instalação Mecânica.
- Projeto Elétrico.

*2. *Cursos técnicos.*
Desenvolvimento de cursos técnicos tais como:
- NR 12
- NR 13
- NR 18
- NR 35
- Matemática básica.
- Lid e Metrologia.
- Cálculo Estrutural para dimensionamento de máquinas e equipamentos.
- Cálculo Estrutural para dimensionamento de Estrutura Metálica (Tesoura, terça, coluna).
- Desenvolvimento de cursos específicos aos profissionais da tua empresa.

Fico a disposição. Obrigado.

*Eng. Mec. João Quirino dos Santos Jr.
CREA N° RS 079446
Cel. 54 992 777 685
E-mail. jquirinojr@hotmail.com

Farroupilha, 31 de outubro de 2024.

23/10/2024

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Farroupilha, 24 de outubro de 2024.

23/10/2024

Continuando com a matéria sobre Tensões.

Solicitação de Flexão.

Formula: tfz = Mx . y / Ix

tfz - Tensão de Flexão [MPa] na direção do eixo Z
Mx - Momento fletor [N.m] em torno do eixo X
y - fibra mas afastada da Linha neutra [m] na direção do eixo Y
Ix - Momento de Inércia [m4] em torno do eixo X.

Pra iniciar os calcular é importante vc definir se a viga será simplesmente apoiada (pinada ou aparafusada, por exemplo), em balanço ou engastada (soldada, por exemplo).

Se for apoiada vc terá 2 incógnitas RyA e RyB;
Se for em balanço vc terá 3 incógnitas MxA, RyA e RyA.

Os cálculos das reações, tanto para viga apoiada ou em balanço, se consegue facilmente pelas 3 equações da estática (somatório dos momentos em um determinado ponto, somatório das forças no eixo Y, pois vc tem 2 ou 3 incógnitas e 3 equações. Ótimo.

Porém se for engasgada ou bi engasgada, com 2 apoios, vc terá mais 3 incógnitas.

No plano vertical de trabalho: MxA, RyA, MxB, RyB.

No plano transversal: MzA, RxA, MzB e RxB.

Vc terá no mínimo 8 incógnitas para 3 equações. Aqui se caracteriza como estaticamente indeterminada.

Para resolver, vc tem que utilizar os cálculos envolvendo:

- na direção vertical (eixo Y): Deformação (flecha y) e rotação no plano YOZ nos apoios com as condições de contorno (CC). Aqui são 2 equações;

- na direção longitudinal (eixo Z): a Deformação normal. Aqui tb são 2 equações;

- na direção transversal: Deformação (Flecha z) e rotação no plano YOX nos apoios com as condições de contorno (CC). Aqui são mais 2 equações.

Portanto, teremos com as deformações e rotações 6 mais as 3 equações da Estática, totalizando 9 equações. Aí vc consegue solucionar as 8 incógnitas.

Como vc tem que somar as Tensões Normais, de tração (tt) e de flexão (tf), é importante analisar para um determinado ponto:

- se a tensão normal é de tração (+) e o momento fletor tb (+), para o cálculo da tf, vc entra com y (+) aí vc tem tf (+) e portanto: tensão resultante = + tt + tf

- se a tensão normal é de tracao (+) e o Momento fletor (-), para o calculo de tf, vc entra com y (-) aí vc tem tf (+) e portanto: tensão resultante = + tt + tf

- a tensão normal é de compressão (-) e o momento fletor (+), para o cálculo da tf, vc entra com y (-) aí vc tem tf (-) e portanto: tensao resultante = - tc - tf

- a tensão normal é de compressão (-) e o momento fletor (-), para o cálculo de tf, vc entra com y (+) aí vc tem tf (-) e portanto: tensão resultante = - tc - tf.

Com isso vc já tem o primeiro termo das tensões de Von Mises e de Tresca para determinar o Coeficiente de Segurança.

Relembrando:

Tensão de Von Mises:

tn1,2 = (tn1 + tn2) / 2 +/- raiz quadrada ((tn1+ tn2)/2) na potência 2 + tc na potência 2.

onde:
- tn1 e tn2 são as Tensões Normais resultantes, calculada acima;

- tc é a tensao resultante das Tensões Cisalhantes (Tensão de Cisalhamento e Tensão de Torção), que pretendo abordar nas próximas matérias.

Tensão de Tresca:

tc1,2 = +/- raiz quadrada ((tn1+ tn2)/2) na potência 2 + tc na potência 2.

Forte abraço.

19/10/2024

Vamos analisar a solicitação de Tração e Compressão e a Deformação axial.

fórmula: t = F / A

t - Tensão de tração [MPa]
F - Força atuante [N]
A - Área da seção transversal [m2]

O importante aqui é vc identificar a força que atua perpendicularmente a seção transversal da peça. Se estiver em ângulo, vc deve projetar para a situação de perpendivularidade à seção.

Deformação.

fórmula: /\ l = ( F . l ) / ( A . E )

/\ l - Deformação axial ou longitudinal [ m ]
F - Força aplicada [ N ]
l - Comprimento da peça [ m ]
A - Área da seção transversal [ m2]
E - Módulo de Elasticidade Longitudnal [ GPa ]

O módulo de elasticidade, é uma propriedade do material que vc selecionou. Se for de aço, E = 210 GPa, se for de alumínio E = 70 GPa.

Vc começa com os cálculos da estrutura inteira da máquina e usa as 3 equações da estática:

- somatório de momentos em um determinado ponto
- somatório das forças na direção vertical
- somatório das forças na horizontal.

Se o acoplamento entre as barras se dá por articulação, vc não terá momentos nas juntas, somente reações.

Se este acoplamento é por solda ou por mão francesa, a rotação neste vínculo é impedida, logo, além das reações, vc terá também momento. Vc terá mais de 3 incógnitas.

E nesse caso, a barra é estaticamente indeterminada e as 3 equações da estática não é suficiente para solucionar o problema.

Provavelmente, vc vai soldar em ambas as extremidades da barra. Então há 2 momentos aí, um em cada extremidade. Temos, portanto duas reações na vertical e 2 reações na horizontal mais os 2 momentos em cada extremidade. Logo são 6 incógnitas.

Vc deve, usar as equações da Deformação para buscar os valores das reações, verticais e horizontais e o valor dos momentos.

O cálculo não é difícil, super fácil.

Lembrando que a reação tem um sentido numa barra e sentido inverso, na outra barra que está acoplada.

Se vc usar a IA, o chatgpt, ele fará o cálculo mais rápido, em torno de 10 segundos e vc leva 2 dias.

Porém, deve ficar atento para a Análise do cálculo efetuado pela IA, pode ter equívoco e tem que corrigir.

Existem para a solicitação normal de tração e compressão muitas situações que vc deve ficar atento.

Vamos encontrar estas solicitações em vários equipamentos e máquinas, pra citar algumas:
- Longarinas e travessas utilizado em andaimes, em jaú, em chapa de piso de elevador, em linha vida, em guarda corpo;
- Mão francesa de peças em balanço;
- Terças, montantes, diagonais, banzos superiores e inferiores, nas Estruturas metálicas;
- Etc.

Se vc, calculista, tem interesse em se inteirar deste assunto para mais informações, pode me contatar. Meu celular 54 992 777 685.

Próximo passo, vou postar matéria sofre Flexão, outra solicitação Normal à seção transversal da peça.

Forte abraço.

14/10/2024

Matéria sobre Cálculo Estrutural de Máquinas e Equipamentos.

É importante no dimensionamento de componentes mecânicos, a análise de atuação das forças sobre os mesmos.

Conforme a disposição da força, ou seja, o sentido e direção, geram as solicitações Normais de de Tração e de Flexão e as Tangenciais de Cisalhamento e de Torção.

Elas podem atuar isoladamente, ou concomitantemente, ou seja, atuando uma ou mais solicitações ao mesmo tempo.

De forma isolada, faz-se o cálculo simples da solicitação atuante, seja somente tração, ou somente cisalhamento e etc e vc estabelece o Coeficiente de Segurança por Normas ou tabelas indicadoras para cada tipo de equipamento.

De forma concomitante, aí, neste caso, se faz necessário utilizar o critério de Von Mises, onde se faz o cálculo com todas as solicitações envolvidas, para determinar as Tensões Principais e definir o Coeficiente de Segurança.

É necessário, da mesma forma, utilizar o critério de Tresca, onde se faz também, o cálculo com todas as solicitações envolvidas, para determinar agora as Tensões Cisalhantes Máximas, e, também para definir o Coeficiente de Segurança.

É importante também, fazer a análise de uma peça longa, que sofre uma solicitação de compressão, onde temos a solicitação de Flambagem. Esta solicitação se caracteriza como Normal à seção.

Temos ainda, devido à variação de temperatura, a Tensão Térmica. Importante em locais com grande amplitude térmica que pode variar de 5 ° negativos à uma temperatura de 40 °, teríamos uma variação de 45 °. Vc pega uma peça que é fabricada aqui no rio grande do sul, no inverno e é vendida por um cliente no Ceará, ou seja vai trabalhar à altas temperaturas.

Juntamente com os cálculos de resistência, deve-se fazer a análise das deformações, a deformação devido às solicitações Normais (Tração, Compressão, Flexão, Flambagem e Térmica) e as tangenciais, ou transversais (Cisalhamento e Torção).

Forte abraço à todos.

14/08/2024

Meu nome é Joao Quirino, sou engenheiro mecanico, especialista em cálculo estrutural de máquinas e equipamentos há mais de 37 anos e trabalho de forma autônoma há 15 anos.

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Fico a disposição. Obrigado.

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Farroupilha, 14 de agosto de 2024.

17/07/2024

Obrigado meus queridos amigos. Gostei abraço e q Deus olhe por vcs todos.

06/07/2024

Para vc projetista que está iniciando os cálculos de Estrutura Metálica para pavilhão e galpão.

Acabei de entregar o cálculo estrutural em estrutura Metálica para pavilhão de 20 m x 20 m com ART, onde tem o efeito do vento pela Norma ABNT NBR 6123 e das cargas verticais.

Estou vendendo este cálculo de propriedade intelectual minha.

Se tiver interesse, pode me contatar para lhe passar o valor. Forte abraço.

54-992777685.

06/07/2024

Olá boa noite a todos.

Para vc projetista que deseja iniciar em cálculo estrutural de máquinas e equipamentos.

Entreguei a mais um cliente o cálculo estrutural de elevador de carga, de minha propriedade intelectual, de capacidade 400 kg com ART de Projeto, onde me especializei no cálculo estrutural de máquinas e equipamentos.

Este cálculo serve para capacidade de até 1000 kg e pode ser instalado em industria mecânica, malharia, supermercados, lojas, farmácia de até 3 a 4 andares.

Se vc projetista, tiver interesse em comprar este cálculo para teus futuros trabalhos em elevadores, contate-me para conversarmos. Forte abraço.

54-992777685