Torção cuidados-a

Perfis Abertos

Torção e Warping

Eng. Avelino Alves Filho, prof. Dr. Diretor Técnico

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Tópicos – Elementos Finitos

•Descontinuidades Estruturais são normalmente intoleráveis, geram mudanças

bruscas de rigidez e, como conseqüência, elevados gradientes de tensão. Essas

ações localizadas são um convite ao fenômeno de fadiga, devido à ação

repetitiva e cíclica das cargas com valores elevados de tensão.

•No projeto estrutural de qualquer componente ou sistema o ponto fundamental é

o entendimento de como as cargas caminham na estrutura, de sorte a fazer o seu

percurso gerar as menores descontinuidades de tensões possíveis, decorrente

das transições serem bem projetadas.

•No fenômeno de flexão, as descontinuidades estruturais se apresentam de

forma quase óbvia. Saltos de rigidez são claramente visíveis e evitados. Por

exemplo, na figura 1 são representadas duas possibilidades de transição entre

duas regiões. A solução do caso b é obviamente mais adequada.

Figura 01

(a) (b)

Facilite o Caminho das Cargas!!!

Não bom!!! bom!!!




Facilite o Caminho das Cargas!!! Na torção não é tão óbvio !!!

Perfis Abertos de Paredes Delgadas, tais como os utilizados em Longarinas e

Travessas dos Chassis, ao sofrerem torção, empenam ( “Warping” ).

Regiões Impedidas de Empenar, devido

às Restrições ao Livre Empenamento,

estão sujeitas à Tensões Normais na

Torção. Por exemplo, a Travessa Torce,

quer empenar livremente, mas encontra

o impedimento da Longarina, que

oferece dificuldades ao livre

empenamento.




Empenamento




Descontinuidade Estrutural na Torção ao passar de região aberta para fechada

Perfil Aberto Perfil Aberto com Trecho Fechado




Perfil Fechado têm Rigidez à Torção muito maior que perfil aberto

250 mm

250 mm

150 mm

150 mm

150 mm

t = 6 mm

t = 6 mm

4

3333

396003

6.150

3

6.150

3

6.250

3

.mm

tbITORÇÃO

Momento de Inércia à Torção do Perfil Aberto

4

22

37036154

6

150

6

150

6

250

6

250

24414444mm

t

ds

AITORÇÃO

. . .

Momento de Inércia à Torção do Perfil Fechado

A

Área

dentro

da linha

média

do perfil

935 vezes Maior que o momento

de Inércia do Perfil Aberto !!!!!




Perfil Aberto Empena. Quando a longarina é reforçada localmente como

mostrou a figura anterior, transforma-se em um trecho que corresponde a

um perfil fechado. A rigidez à torção aumenta muito, e portanto o trecho

fechado têm muito maior resistência ao empenamento. Ocorre portanto

uma restrição ao livre empenamento, e nessa regiões existe a tendência de

ocorrer elevados valores de tensões normais decorrente das restrições ao

empenamento, as “warping stresses”.

Deve-se evitar descontinuidades de rigidez na estrutura.

O fechamento da longarina gera um “engastamento” para a Torção e

portanto GERA TENSÕES NORMAIS NA TORÇÃO Calculadas por

Intermédio da Teoria de Vlasov da Flexo-Torção, já apresentada em

publicação apresentada neste espaço, por intermédio do Bimomento de

Flexo-Torção e da Warping Constant ou Área Sectorial.

Para evitar-se descontinuidades estruturais é recomendado que a rigidez à

torção não dê um salto e apresente alta descontinuidade. Deve-se fazer

com que a seção fechada seja diminuída lentamente. Como mostra a figura

seguinte.




200 Kgf0

Trecho Fechado




Tensão de von Mises

16,2 Kgf/mm2




Trechos Fechados




Tensão de von Mises

4,46 Kgf/mm2

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