Esforço cortante
Esforço cortante, força cortante ou força de cisalhamento é a força interna desenvolvida em membros estruturais que atua tangencialmente sobre a área de seção transversal de uma peça[1][2]. Em engenharia é o termo usado para descrever a força que tende a cortar um objeto sem que haja curvatura[3]. Este tipo de esforço atua contra a resistência ao cisalhamento do material, e é responsável por gerar a tensão de cisalhamento e a deformação por cisalhamento
Na engenharia o esforço cortante de um componente é importante para o projeto das dimensões e seleção de materiais a serem usados para a manufatura/produção do componente, (e.g. vigas, sapatas, ou parafusos). Em uma viga de concreto armado, o um dos propósito da colocação de vergalhões é aumentar a resistência ao cisalhamento.
A convenção de sinal usual considera a uma força cortante positiva, se ela for capaz de gerar um rotação no sentido horário.[1]
A tensão de cisalhamento que é gerada por um certo esforço cortante pode ser definida pela razão entre a força cortante e a área de seção transversal[4]:
Diagrama de esforço cortante
O diagrama de esforço cortante é um gráfico que define a intensidade da força de cisalhamento para qualquer ponto do elemento, corpo ou viga. É um gráfico que relaciona no eixo das ordenadas o a intensidade do esforço cortante, e no eixo das abicissas a distância em relação a um ponto do corpo (normalmente um dos pontos extremos)[5].
O gráfico de esforço cortante é diretamente relacionado com outros diagramas importantes na análise de vigas, uma vez que integrando o diagrama de esforço cortante obtemos o diagrama de momento fletor[5].
Ação sob materiais
Em geral, materiais dúcteis falham em cisalhamento em cortante (ex. alumínio), enquant o materiais frágeis (ex. ferro fundido) falham sob tração. Como um guia muito grosseiro[6][7]:
| Material | Relação de forças limites | Relação de força de cisalhamento |
|---|---|---|
| Aços | ECL = aprox. 0.75*ETL | TEC = approx. 0.58*TYS |
| Ferro dúctil | ECL = aprox. 0.9*ETL | TEC = aprox. 0.75*TET |
| Ferro maleável | ECL = aprox. 1.0*ETL | |
| Ferro forjado | ECL = aprox. 0.83*ETL | |
| Ferro fundido | ECL = aprox. 1.3*ETL | |
| Ligas de alumínio | ECL = aprox. 0.65*ETL | TEC = aprox. 0.55*TET |
ECL: Esforço cortante limite, ETL: Esforço de tração limite, TEC: Tolerância ao esforço de cisalhamento, TET: Tolerância ao esforço de tração
Ver também
- Módulo de cisalhamento
- Tensão de cisalhamento
- Deformação pelo cisalhamento
- Resistência ao cisalhamento em solos
- Resistência mecânica
- Tração
- ↑ 1,0 1,1 Predefinição:Citar livro
- ↑ Predefinição:Citar livro
- ↑ Predefinição:Citar web
- ↑ Predefinição:Citar livro
- ↑ 5,0 5,1 Predefinição:Citar livro
- ↑ Shear Stress vs Tensile Stress - Relationship between Shear stress and tensile Stress - www.roymech.co.uk
- ↑ Machine design Theory and Practice .A.D.Deutschman, W.A Michels & C.E. Wilson.. MacMillan Publishing 1975. Machinery's Handbook 27 th ed.