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Estruturas hiperestáticas - Internamente hiperestáticas, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

Internamente hiperestáticas

Tipologia: Notas de estudo

2012

Compartilhado em 25/11/2012

Alberi-Medeiros-1980
Alberi-Medeiros-1980 🇧🇷

4.8

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Módulo 2 - Estruturas internamente hiperestáticas.
Existem estruturas que possuem uma parte fechada, em cujas seções o é possível, de imediato,
determinar os esforços solicitantes e, portanto, os diagramas.
Isto se dá porque a divisão da estrutura em duas partes, por estas seções da parte fechada (divisão da
estrutura em uma parte que transmite os esforços externos sobre ela, e outra parte que sofre os efeitos
dos esforços transmitidos), não é possível.
É preciso, então, antes de se calcular os esforços solicitantes na parte fechada, abrí-la através de um corte
por uma das suas seções transversais.
Ao se fazer esse corte, surgem incógnitas esforços internos, que podem ser determinados pela Estática,
desde que na parte fechada existam articulações que permitam escrever um número suficiente de
equações de momento fletor nulo (igual ao número de incógnitas de esforços solicitantes na seção onde se
abriu a parte fechada).
Caso, porém, isto não ocorra, e a Estática, sozinha, não possa fornecer o número de equações necessário
à determinação dessas incógnitas de esforços internos,a estrutura é internamente hiperestática.
Observamos que, ao abrir a estrutura, vamos sempre fazê-lo na seção da parte fecha onde conhecemos,
previamente, o maior número de esforços solicitantes: N seção de fio, sabemos que a força cortante V e o
momento fletor são nulos (V = M = 0), e na articulação sabemos que o momento fletor é nulo (M = 0)
Exemplos:
Determinar o grau de hiperestaticidade das estruturas, dizendo se elas são externamente ou internamente
hiperestáticas.
1 -
Solução:
As reações de apoio são V
A
, H
B
e M
B
.
A Estática fornece as suas três de equilíbrio para determinar as reações, com as quais obtemos os valores
de V
A
, H
B
e M
B
. Portanto, externamente a estrutura é isostática.
Para determinar os esforços internos na parte fechada, vamos abrí-la em uma articulação:
A
B
A
B
V
A
H
B
M
B
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Módulo 2 - Estruturas internamente hiperestáticas.

Existem estruturas que possuem uma parte fechada, em cujas seções não é possível, de imediato, determinar os esforços solicitantes e, portanto, os diagramas. Isto se dá porque a divisão da estrutura em duas partes, por estas seções da parte fechada (divisão da estrutura em uma parte que transmite os esforços externos sobre ela, e outra parte que sofre os efeitos dos esforços transmitidos), não é possível. É preciso, então, antes de se calcular os esforços solicitantes na parte fechada, abrí-la através de um corte por uma das suas seções transversais. Ao se fazer esse corte, surgem incógnitas esforços internos, que podem ser determinados pela Estática, desde que na parte fechada existam articulações que permitam escrever um número suficiente de equações de momento fletor nulo (igual ao número de incógnitas de esforços solicitantes na seção onde se abriu a parte fechada). Caso, porém, isto não ocorra, e a Estática, sozinha, não possa fornecer o número de equações necessário à determinação dessas incógnitas de esforços internos,a estrutura é internamente hiperestática. Observamos que, ao abrir a estrutura, vamos sempre fazê-lo na seção da parte fecha onde conhecemos, previamente, o maior número de esforços solicitantes: N seção de fio, sabemos que a força cortante V e o momento fletor são nulos (V = M = 0), e na articulação sabemos que o momento fletor é nulo (M = 0)

Exemplos:

Determinar o grau de hiperestaticidade das estruturas, dizendo se elas são externamente ou internamente hiperestáticas.

1 -

Solução:

As reações de apoio são VA, HB e MB.

A Estática fornece as suas três de equilíbrio para determinar as reações, com as quais obtemos os valores de VA, HB e MB. Portanto, externamente a estrutura é isostática. Para determinar os esforços internos na parte fechada, vamos abrí-la em uma articulação:

A

B

A

B

VA

HB

MB

Nas seções ligadas pela articulação temos incógnitas de esforços internos x e y de memsma intensidade e direção, e sentidos opostos, por ação e reação. A outra articulação da estrutura liga duas seções, e pode, então, fornecer 2 - 1 = 1, uma equação de momento fletor nulo para obter as incógnitas x e y. A estrutura é, portanto, 2 -1 = 1 vez hiperestática, internamente.

2 -

Solução:

Temos 6 reações de apoio, HA, VA, MA, HB, VB e MB.

A Estática fornece, para determinar as reações de apoio, as suas três equações de equilíbrio, e mais uma equação de momento fletor nulo na articulação, uma vez que é possível, sem abrirmos a parte fechada, dividir a estrutura em duas partes pela articulação. Temos, então 6 incógnitas de reação, e HA, VA, MA, HB, VB e MB, e 4 equações da Estática para obtê-las. A estrutura é, portanto, 6 - 4 = 2 vezes hiperestática externamente. A estrutura tem uma parte fechada que devemos abrir, e abrir no fio, onde só existe uma incógnita de esforço interno de força normal de tração. Uma vez que a articulação liga três seções transversais, uma na barra reta vertical, uma na barra curva, e uma no fio, podemos escrever para esta articulação 3 - 1 = equações de momento fletor nulo. Uma dessa duas equações já foi usada para calcular as reações de apoio. Resta, portanto, uma equação de momento fletor nulo na articulação para determinar a força normal de tração no fio.

A

B

y

y

x x

Divisão para escrever a equação de Mart = 0

A B

MB

VB

MA

HA HB

Admitir que os carregamentos são tais que o fio está tracionado.

Resposta: Estrutura uma vez hiperestática, internamente.

7 -

Admitir que os carregamentos são tais que o fio está tracionado.

Resposta: Estrutura uma vez hiperestática, externamente.

Resposta: Estrutura duas vezes hiperestática, uma vez externamente e uma vez internamente.

fio

Barra

fio