Vigas em Campo de Tração Diagonal Almas Planas e Curvas Índice de Seções



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Capítulo 8




Vigas em Campo de Tração Diagonal -




Almas Planas e Curvas

Índice de Seções

8.1 Introdução 8.4


8.2 Viga em Campo de Tração Diagonal Pura 8.4

8.3 Viga em Campo de Tração Diagonal Parcial 8.11

8.3.1 Considerações Gerais 8.11

8.3.2 Teoria Básica de Tensões 8.11

8.4 Método NACA para Análise de Vigas em Campo de Tração Diagonal Parcial 8.14

8.4.1 Limitações das Fórmulas 8.14

8.4.2 Tensão Crítica da Alma em Cisalhamento 8.15

8.4.3 Razão de Carregamento 8.21

8.4.4 Área Efetiva do Reforçador 8.23

8.4.5 Ângulo de Tração Diagonal 8.23

8.4.6 Tensão de Cisalhamento Máxima na Alma 8.26

8.4.7 Tensão de Cisalhamento Admissível na Alma 8.27

8.4.8 Tensão Média nos Reforçadores 8.29

8.4.9 Tensão Máxima nos Reforçadores 8.30

8.4.10 Tensões Admissíveis nos Reforçadores 8.31

8.4.11 Tensões Atuantes nos Flanges 8.35

8.4.12 Projeto de Fixações 8.37

8.5 Exemplo 1 8.40

8.6 Tração Diagonal em Sistemas de Alma Curva 8.47

8.6.1 Introdução 8.47

8.6.2 Discussão Geral 8.47

8.7 Análise de Sistemas de Reforçadores em Tração Diagonal 8.52

8.7.1 Determinação da Tensão Crítica de Flambagem dos Painéis do Revestimento 8.52

8.7.2 Fator de Tração Diagonal 8.55

8.7.3 Tensões e Deformações nos Reforçadores 8.56

8.7.4 Tensões e Deformações nos Anéis 8.57

8.7.5 Deformações no Revestimento 8.59



8.7.6 Determinação do ângulo 8.59

8.7.7 Cargas nos rebites 8.61

8.7.8 Tensões Aplicadas e Admissíveis no Revestimento 8.62

8.7.9 Tensões Máxima e Admissíveis no Reforçador 8.63

8.7.10 Tensões Máxima e Admissíveis no Anel 8.67

8.7.11 Instabilidade Geral 8.68



8.8 Referências 8.69

Índice de figuras
8-1 Princípio da Tração Diagona 8.5

8-2 Forças e Tensões na Viga em Tração Diagonal 8.5

8-3 Cargas nos Reforçadores e na Linha de Rebitagem Alma-Flange 8.6

8-4 Momentos Secondários nas Mesas 8.8

8-5 Carga Crítica de Reforçador Conectado à Alma em Campo de Tração Diagonal 8.9

8-6 Sistemas de Tensão em Alma Submetida à Tração Diagonal 8.12

8-7 Distribuição de Tensões Verticais na Alma logo após a Flambagem 8.13

8-8 Coeficiente Teórico de Flambagem por Cisalhamento – Placas Simplesmente Apoiadas 8.15

8-9 Coeficientes de Restrições nas Bordas 8.15

8-10 Correção de Plasticidade 8.16

8-11a Fator de redução para Flambagem de Placas Planas sob Cisalhamento com Furo

Circular Central – Bordos Simplesmente Apoiados 8.17

8-11b Fator de redução para Flambagem de Placas Planas sob Cisalhamento com Furo

Circular Central – Bordos Engastados 8.18

8-11c Fator de redução para Flambagem de Placas Planas sob Cisalhamento com Furo

Circular Central – Bordos Longos Engastados e Curtos Simplesmente Apoiados 8.18

8-11d Fator de redução para Flambagem de Placas Planas sob Cisalhamento com Furo

Circular Central – Bordos Longos Simplesmente Apoiados e Curtos Engastados 8.19

8-11e Fator de Concentração de Tensão para Placas Planas sob Cisalhamento com Furo

Circular Central 8.19

8-12 Razão de Tensão Média Exata de Cisalhamento pela Tensão Média Aproximada 8.22

8-13 Fator de Tração Diagonal 8.23



8-14 Valor de Tan Fornecido pelo Método Aproximado 8.25

8-15 Tensão Média no Reforçador 8.25

8-16 Fator de ângulo C1 8.26

8-17 Fatores de Concentração de Tensões C2 e C3 8.27

8-18 Valores Admissíveis para Tensão Nominal de Cisalhamento na Alma 8.27

8-19 Tensões Admissíveis de Cisalhamento em Almas Baseadas na Área Total 8.28

8-20 Tensão Admissível para Ondulação Permanente 8.29

8-21 Razão entre as tensões Máxima e Média no Reforçador 8.30

8-22 Colapso de Reforçador por Falha Local Forçada 8.32

8-23 Falha Local Forçada – Reforçador Simples 8.34

8-24 Tensões Admissíveis em Falha Local Forçada – Reforçadores Simples 8.34

8-25 Valores Experimentais para Offset Efetivo de Rebite 8.39

8-26 Estrutura Cilíndrica Semi-Monocoque Submetida a um Torque 8.47

8-27 Efeitos da Tração Diagonal em Painéis Curvos 8.48

8-28 Casca Monocoque Submetida à Torção e Compressão 8.49

8-29 Casca Monocoque Submetida à Torção e Flexão 8.50

8-30 Geometria dos Sistemas de Reforçadores e Longerons 8.51

8-31 Coeficiente de Flambagem de Painel Curvo em Cisalhamento 8.53



    1. Coeficientes de Flambagem em Compressão para Painel Longo Curvo e Simplesmente

Apoiado 8.54

8-33 Correção para Tensão Amissível em Almas Curvas 8.62



    1. Critério Empírico para Falha por Instabilidade Geral de Cilíndros Reforçados

Manufaturados em AL 2024-T3 e Sujeitos à Torção Pura 8.69

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Vigas em Campo de Tração Diagonal – Almas Planas e Curvas


  1. Introdução

O desenvolvimento de vigas, com almas planas ou curvas em tração diagonal, é um dos mais marcantes exemplos de novos caminhos trilhados pelo projeto aeronáutico, quando comparado aquele da engenharia estrutural “padrão”. A prática estrutural padrão considerava que a capacidade de absorção de carga de uma alma em cisalhamento se exauria quando a mesma flambava; a menos que a alma fosse muito grossa, reforçadores eram utilizados para majorar a tensão de flambagem. Wagner (Ref. 8.1) mostrou que uma alma fina com reforçadores transversais não “falha” quando flamba, porque são desenvolvidas ondulações diagonais e a alma passa a funcionar como uma série de diagonais em tração, enquanto que os reforçadores agem com colunas em compressão, mantendo a integridade do conjunto. O sistema alma-reforçadores, desta forma, age como uma treliça, e é capaz de carregar cargas muito maiores do que aquelas que produzem a flambagem inicial.

Durante vários anos era costume considerar, ou almas resistentes ao cisalhamento, nas quais não ocorre a flambagem antes da falha, ou almas em tração diagonal, obedecendo as leis da tração diagonal “pura”. Na realidade, a tração diagonal pura é uma idealização teórica e só pode ser atingida asintoticamente. Na prática, a maioria das almas trabalham num campo intermediário, o da tração diagonal parcial, ou incompleta.

Neste capítulo será apresentada uma metodologia para a análise de almas, planas e curvas. Esta metodologia, apresentada na Ref. 8.2, é baseada numa teoria bastante simples, complementada por dados empíricos.




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