Quando cheio, o tanque de armazenamento não pressurizado mostrado na Figura P14.8 contém água a uma altura de h = 24 ft . diâmetro externo do tanque é de 8 ft e a espessura da parede é de 0,625 in. Determine a tensão normal máxima e a máxima absoluta tensão de cisalhamento na superfície externa do tanque em sua base. (Peso densidade da á g u a   =   62,4   l b / f t 3 ).

Passo 1

Falaiii meus amores, cêis tão suave?

Bora pra mais uma??

Então, encostaa!!

Calculando a pressão da água usando a seguinte expressão

p = γ h

p = ( 62.4   l b / f t 3 ) ( 24   f t )

p = 1497.6   l b / f t 2

Convertendo para psi, temos

= 1497.6 144

p = 10.4   p s i

Passo 2

Calculando o diâmetro interno utilizando a seguinte relação:

d = D - 2 t             ( 1 )

d = ( 8   f t ) ( 12   i n / f t ) - 2 ( 0.625   i n )

d = 94.75   i n

Calculando a tensão normal máxima da seguinte maneira

σ a r o = p d 2 t

= 10.4   p s i 94.75   i i n 2 0.675

= 729.9259 ≅ 729.93   p s i

Portanto, a tensão no arco é 729.93   p s i .

Passo 3

Calculando as tensões principais usando a seguinte expressão

σ p 1 = σ a r o = 729.93   p s i

σ p 2 = σ l o n g = 0   p s i   ( u m a   v e z   q u e   o   t a n q u e   n ã o   e   p r e s s u r i z a d o )

Passo 4

A superfície externa da parede do tanque está em um estado de tensão plana, uma vez que a pressão que atua na superfície externa é simplesmente a pressão atmosférica (ou seja, a pressão manométrica =0) Portanto, σ 2 = σ p 3 = 0

Calculando a tensão de cisalhamento máxima absoluta na superfície externa da parede do cilindro , temos

τ a b s   m á x = σ p 1 2

τ a b s   m á x = 729.93 2

τ a b s   m á x = 364.97   p s i

Portanto, a tensão de cisalhamento máxima absoluta na superfície externa do tanque é de 364.97   p s i .

Resposta

Portanto, a tensão de cisalhamento máxima absoluta na superfície externa do tanque é de 364.97   p s i .