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 a sobrecarga.
Determine o fator de segurança a sobrecarga.
Passo 1
Beleza, vamos lá!
Enunciado resumido: temos uma junta presa por 8 parafusos M6×1 classe 5.8. Cada parafuso tem rigidez e o material da junta (elemento) tem rigidez
por parafuso. Os parafusos são pré-carregados a 75 % da “resistência de referência” (que, no caso, é a carga de escoamento/prova). Há uma carga externa flutuante de
e
, distribuída igualmente nos 8 parafusos.
Conteúdo da matéria: equilíbrio de rigidezes em juntas parafusadas, cálculo de pré-carga, distribuição de carga externa e fator de segurança estático (sobrecarga). Vamos precisar de:
Enunciado resumido: temos uma junta presa por 8 parafusos M6×1 classe 5.8. Cada parafuso tem rigidez
Conteúdo da matéria: equilíbrio de rigidezes em juntas parafusadas, cálculo de pré-carga, distribuição de carga externa e fator de segurança estático (sobrecarga). Vamos precisar de:
- Área de seção resistente do M6 (
). - Tensão de prova/classe 5.8 (
). - Fórmulas de rigidez em paralelo, pré-carga e fator de segurança.
Passo 2
Calcular a pré-carga inicial em cada parafuso (
) e a razão de rigidezes (
).
- Área resistente:
- Tensão de prova (referência):
- Carga de prova (resistência de referência):
- Pré-carga (75 % de
):
- Razão de rigidezes (bolt versus junta):
Passo 3
Distribuir a carga externa em cada parafuso e achar o acréscimo de carga.
- Carga externa máxima e mínima por parafuso:
- Acréscimo de carga em cada parafuso devido à rigidez:
Passo 4
Calcular a máxima carga real no parafuso e então o fator de segurança estático.
- Carga máxima no parafuso:
- Fator de segurança para sobrecarga (usando
como carga de escoamento/prova):
Resposta
O fator de segurança à sobrecarga vale aproximadamente 0,99, ou seja, abaixo de 1, indicando que a junta não está segura contra essa carga máxima.