O que é Fator de Concentração de Tensão? E como se calcula? (tópico 4.7, Hibbeler, pag 111)
Passo 1
O enunciado pergunta o que é o fator de concentração de tensão e como calculá-lo. Esse conceito faz parte da teoria de mecânica dos materiais (tópico de concentradores de tensão) e aparece no Hibbeler (4.7, p. 111).
Passo 2
O fator de concentração de tensão, denotado por
, mede quanto a tensão local máxima num entalhe, furo ou descontinuidade excede a tensão nominal aplicada à peça. Em outras palavras, ele quantifica a intensificação de tensões causada por mudanças bruscas de geometria.
Passo 3
Por definição,
onde
é a maior tensão que surge no entorno do concentrador e
é a tensão média ou “de projeto” longe da descontinuidade.
Passo 4
Para calcular
na prática, segue-se este procedimento:
- Define-se a geometria do concentrador (furo, entalhe, rebaixo, etc.) e os parâmetros adimensionais (por exemplo, razão entre raio de curvatura e largura da peça).
- No Hibbeler (ou em normas e manuais), localizam-se os gráficos ou tabelas correspondentes a essa geometria.
- A partir dos parâmetros geométricos, interpolam-se os valores para obter
. Caso a geometria seja simples e tenha fórmula analítica (por exemplo, furo central em placa infinita gera ), usa-se diretamente essa expressão.
Resposta
O fator de concentração de tensão é o número adimensional
calculado por meio de gráficos, tabelas ou fórmulas específicas para cada tipo de entalhe ou descontinuidade.