Do ponto de vista prático na engenharia, quais são os principais objetivos em usar um critério de falha em um projeto? Explique tomando como referência os critérios de von Mises e/ou Tresca.
Passo 1
Beleza, o enunciado tá perguntando quais são os objetivos práticos de usar um critério de falha num projeto de engenharia, usando como referência os critérios de von Mises e/ou Tresca. O conteúdo aqui é Resistência dos Materiais / Mecânica dos Sólidos, e a gente vai precisar entender o que é um critério de falha (quando o material “cede” ou começa a plastificar) e como von Mises e Tresca formulam esse critério.
Passo 2
Primeiro, o que é critério de falha?
– É uma regra matemática que diz “se esse valor calculado das tensões for maior que o limite do material, ele vai falhar (ceder)”.
– Na prática, precisamos disso para saber se a peça que projetamos vai aguentar as cargas sem deformar plasticamente nem quebrar.
– É uma regra matemática que diz “se esse valor calculado das tensões for maior que o limite do material, ele vai falhar (ceder)”.
– Na prática, precisamos disso para saber se a peça que projetamos vai aguentar as cargas sem deformar plasticamente nem quebrar.
Passo 3
Como funcionam von Mises e Tresca?
– Critério de Tresca (máxima tensão de cisalhamento):
– Critério de Tresca (máxima tensão de cisalhamento):
Aqui
e
são as maiores e menores tensões principais. Se a maior tensão de cisalhamento exceder
, o material cede.
– Critério de von Mises (energia de distorção):
– Critério de von Mises (energia de distorção):
Esse
é uma “tensão equivalente” que compara diretamente com o limite de escoamento
.
Passo 4
Objetivos práticos de usar esses critérios no projeto:
- Segurança: garante que, mesmo nos piores casos de carga, as tensões não ultrapassem o limite do material;
- Otimização do material: evita “exageros” (peça muito reforçada e cara) ou “subdimensionamento” (peça fraca que cede);
- Confiabilidade: reduz à zero ou quase zero o risco de falha inesperada em operação;
- Padronização: critério único facilita comunicação entre engenheiros e escolha de normas;
- Economia: previne retrabalhos e acidentes, reduzindo custo total do projeto.
Passo 5
Por que comparar von Mises e Tresca?
– Tresca é mais conservador (prever falha antes), fácil de calcular;
– von Mises costuma ser mais preciso para materiais dúcteis (menos conservador), mas exige cálculo de tensões principais.
Na hora do projeto, a escolha indica o nível de segurança e o tipo de material.
– Tresca é mais conservador (prever falha antes), fácil de calcular;
– von Mises costuma ser mais preciso para materiais dúcteis (menos conservador), mas exige cálculo de tensões principais.
Na hora do projeto, a escolha indica o nível de segurança e o tipo de material.
Resposta
Os principais objetivos de usar um critério de falha (von Mises ou Tresca) são:
• Garantir segurança, evitando que as tensões excedam o limite do material;
• Otimizar o uso de material, equilibrando resistência e custo;
• Aumentar a confiabilidade do projeto, reduzindo riscos de falha inesperada;
• Padronizar os cálculos e facilitar a comunicação técnica;
• Economizar tempo e recursos ao prevenir retrabalhos e acidentes.
• Garantir segurança, evitando que as tensões excedam o limite do material;
• Otimizar o uso de material, equilibrando resistência e custo;
• Aumentar a confiabilidade do projeto, reduzindo riscos de falha inesperada;
• Padronizar os cálculos e facilitar a comunicação técnica;
• Economizar tempo e recursos ao prevenir retrabalhos e acidentes.