Para uma montagem parafusada com oito parafusos, a rigidez de cada parafuso é
e a rigidez de cada elemento
por parafuso. Os parafusos são pré-carregados a 75 por cento da resistência de referência. Admita que a carga externa é igualmente distribuída para todos os parafusos. Os parafusos são de rosca laminada classe 5,8 M6x 1. Uma carga externa flutuante é aplicada a toda junta com
e
.
Determine o fator de segurança ao escoamento
Determine o fator de segurança ao escoamento
Passo 1
Beleza, o exercício fala de uma junta com 8 parafusos M6×1 classe 5.8, cada parafuso tem rigidez kb=1,0 MN/mm e a “mola” da peça km=2,6 MN/mm por parafuso. Eles são pré-carregados a 75 % da resistência de referência (que a gente vai tomar como a tensão de escoamento σ_e) e aí vem uma carga externa variável entre P_min=20 kN e P_max=60 kN, toda junta. A ideia é achar o fator de segurança ao escoamento do parafuso sob esse carregamento.
Conteúdo: montagem parafusada (pré-carga, rigidez mista), cálculo de área resistente, partição de carga entre parafuso e peça, e fator de segurança estático.
Conteúdo: montagem parafusada (pré-carga, rigidez mista), cálculo de área resistente, partição de carga entre parafuso e peça, e fator de segurança estático.
Passo 2
Primeiro a gente encontra a área de tensão do parafuso M6×1 (rosca laminada). Vamos usar
Na classe 5.8, a resistência à tração mínima é
e a tensão de escoamento é
Passo 3
Agora calcula a pré-carga F_i, que é 75 % da carga de escoamento (σ_e·A_s):
Passo 4
Quando chega a carga externa P, uma parte vai pra mola do parafuso e outra pra mola da peça. O fator de partição por parafuso é
Essa fração α é aplicada à carga externa que cabe a cada parafuso (P/8).
Passo 5
– Em P_max=60 kN, cada parafuso “vê”
Carga total no pto mais crítico:
Passo 6
O limite ao escoamento em carga pura é
Logo o fator de segurança estático (escoamento) é
Resposta
O fator de segurança ao escoamento do parafuso fica cerca de 0,99.