Esforço cortante
- Artigo
- Discussão
Ferramentas
Geral
Imprimir/exportar
Noutros projetos
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]:
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]
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