Descreva com suas palavras as principais características dos seguintes critérios de falha estáticos:
Tensão Normal Máxima;
Tensão Normal Máxima;
Passo 1
O enunciado pede para descrever, com nossas próprias palavras, as características do critério de falha estático chamado Tensão Normal Máxima. Esse critério faz parte das teorias de resistência dos materiais e é usado para prever quando um componente falhará sob carregamento multiaxial, considerando apenas tensões normais.
Passo 2
O critério de Tensão Normal Máxima assume que a falha ocorre no instante em que qualquer uma das tensões principais atinge a resistência à tração ou à compressão do material. Denotando por
,
e
as tensões principais (ordenadas de modo que
), define-se
O critério diz que o componente falha se
onde
é a maior resistência normal admissível (à tração ou à compressão) do material.
Passo 3
Esse critério parte de algumas suposições importantes:
- o material é homogêneo, isotrópico e perfeitamente frágil (ou seja, não apresenta escoamento plástico antes da ruptura);
- as tensões de cisalhamento não influenciam diretamente a falha — apenas as tensões normais atuam;
- a interação entre diferentes direções de carregamento é desprezada: cada principal é comparado isoladamente com a resistência.
Passo 4
Vantagens e limitações principais:
- Vantagem: extrema simplicidade de aplicação, pois basta avaliar os três valores de
e comparar com . - Bom para materiais frágeis (cerâmicas, alguns concretos), nos quais a tração axial realmente domina a ruptura.
- Limitação: tende a ser conservador quando há presença de tensões de cisalhamento relevantes ou para materiais dúcteis, pois ignora efeitos de combinação de tensões e capacidade de redistribuição plástica.
Resposta
O critério de Tensão Normal Máxima (às vezes chamado de critério de Rankine) pode ser resumido assim:
- Falha independente de cisalhamento: só as tensões principais entram na condição de ruptura.
- Critério uniaxial estendido: considera que, em qualquer direção principal, se a tensão normal atingir a resistência do material
, ocorre falha. - Fórmula-chave:
e falha ocorre se . - Aplicação ideal em materiais frágeis, mas conservador em situações multiaxiais e em materiais dúcteis.