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 Kt, 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,
Kt = sigmamaxsigmanom,
onde sigmamax é a maior tensão que surge no entorno do concentrador e sigmanom é a tensão média ou “de projeto” longe da descontinuidade.

Passo 4

Para calcular Kt na prática, segue-se este procedimento:
  1. 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).
  2. No Hibbeler (ou em normas e manuais), localizam-se os gráficos ou tabelas correspondentes a essa geometria.
  3. A partir dos parâmetros geométricos, interpolam-se os valores para obter Kt. Caso a geometria seja simples e tenha fórmula analítica (por exemplo, furo central em placa infinita gera Kt=3), usa-se diretamente essa expressão.

Resposta

O fator de concentração de tensão é o número adimensional
Kt = sigmamaxsigmanom,
calculado por meio de gráficos, tabelas ou fórmulas específicas para cada tipo de entalhe ou descontinuidade.

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