Explique o procedimento do traçado do Diagrama de Esforço Normal.
Passo 1
Estamos estudando o traçado do Diagrama de Esforço Normal (ou axial) em barras submetidas a carregamento ao longo do eixo. Para resolver, vamos usar:
– Conceito de corpo livre (isolamento de pedaços da barra).
– Equilíbrio de forças na direção do eixo ( ).
– Convenção de sinais (tração positiva, compressão negativa, ou vice-versa).
– Conceito de corpo livre (isolamento de pedaços da barra).
– Equilíbrio de forças na direção do eixo (
– Convenção de sinais (tração positiva, compressão negativa, ou vice-versa).
Passo 2
Escolha uma posição genérica
ao longo da barra e faça o corte ali. Em cada trecho sem carregamento concentrado, todos os esforços externos entre a origem e
podem ser substituídos por uma força interna de valor
atuando na seção transversal.
Passo 3
Aplique o equilíbrio de forças na direção
para o corpo livre à esquerda do corte:
Isto fornece uma expressão para
em cada trecho.
Passo 4
Para cada região entre cargas concentradas ou reações:
– Some algebricamente as forças externas (incluindo reações de apoio).
– Resolva que, em geral, será constante nesse trecho.
Nas posições exatas de aplicação de forças concentradas, o diagrama sofrerá salto igual ao valor e ao sinal da carga.
– Some algebricamente as forças externas (incluindo reações de apoio).
– Resolva
Nas posições exatas de aplicação de forças concentradas, o diagrama sofrerá salto igual ao valor e ao sinal da carga.
Passo 5
Desenhe o diagrama:
– No eixo horizontal, marque a coordenada .
– No eixo vertical, represente .
– Em cada trecho, trace uma reta horizontal ao nível de .
– Nos pontos onde há força concentrada , aplique um salto vertical de magnitude
(positivo para aumento, negativo para queda).
– No eixo horizontal, marque a coordenada
– No eixo vertical, represente
– Em cada trecho, trace uma reta horizontal ao nível de
– Nos pontos onde há força concentrada
Passo 6
Verifique a convenção de sinal final:
– Se adotou tração positiva, trechos com indicam tração e
compressão.
– Ajuste a orientação do eixo vertical (para cima ou para baixo) conforme sua convenção.
– Se adotou tração positiva, trechos com
– Ajuste a orientação do eixo vertical (para cima ou para baixo) conforme sua convenção.
Resposta
O procedimento de traçar o Diagrama de Esforço Normal é:
- Isolar porções da barra e fazer cortes em
. - Aplicar
para obter em cada trecho. - Identificar saltos no diagrama onde há cargas concentradas.
- Desenhar retas horizontais constantes e saltos verticais nos pontos de aplicação.
- Interpretar sinais (tração/compressão) segundo a convenção adotada.