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Universidade Estadual de Campinas |
Faculdade de Engenharia Mecânica |
Aula 7
Assunto : Barras
Objetivos:
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Foi feita uma breve revisão dos conceitos abordados na aula anterior.
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Para obter os esforços internos compatíveis com o modelo
de barra, deduziu-se a expressão do trabalho interno seguindo as
abordagens newtoniana e analítica. Ambas levam ao mesmo resultado,
ou seja, para uma barra os esforços internos na seções
são dados por uma força axial normal à seção
transversal denominada Força Normal.
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Substitui-se as expressões da força normal e da deformação
longitudinal na equação geral do trabalho interno, a qual
ficou em função da derivada do deslocamento axial. A partir
daí, aplicou-se o procedimento de integração por partes
para obter uma expressão do trabalho em função do
deslocamento axial. Isto permitiu identificar os esforços internos
compatíveis com o modelo de barra, ou seja, uma distribuição
de força normal por unidade de comprimento nas seções
internas e forças normais concentradas nas extremidades da barra.
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Por inspeção, verificou-se que os únicos esforços
externos compatíveis com o modelo de barra são dados por
uma carga distribuída axial e forças concentradas axiais
nas extremidades da barra.
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Empregando o Princípio dos Trabalhos Virtuais (PTV) às expressões
de trabalho interno e externo, estabeleceu-se uma relação
de equilíbrio que fornece a equação diferencial de
equilíbrio e as condições de contorno que regem o
problema de barra. Esse conjunto de equações define o que
se chama de Problema de Valor de Contorno (PVC).
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Observou-se que a solução do PVC da barra fornece os esforços
normais ao longo do eixo longitudinal da barra além das reações
de apoio. Verificou-se que os esforços normais podem ser representados
por meio de um diagrama de esforços solicitantes.
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Foi verificado ainda que a relação de equilíbrio entre
trabalhos respeita as ações de movimento rígidas fornecendo
como resultado a condição de equilíbrio da barra (i.e.,
a resultante das forças externas deve ser nula).
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Finalmente, foram abordados, de forma intuitiva, alguns aspectos formais
da formulação matemática do problema de barra através
do princípio dos trabalhos virtuais. Estabeleceu-se as relações
entre os espaços que descrevem os esforços e a cinemática,
tanto internos quanto externos, pertinentes ao problema de barra.
Referência: um bom texto que explica a filosofia
a ser adotada neste curso está no arquivo barra.pdf
disponível em http://www.fem.unicamp.br/~em421/textos.htm
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