fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

Por exemplo, suponha que um material tenha uma resistência à tração de 700 MPa. A
teoria prediz que sob qualquer condição de carga, o material irá falhar, se e somente se, a
tensão normal máxima exceder a 700 MPa. Para uma tensão normal de 560 MPa, não há
previsão de falha na peça. Por outro lado, suponha que seja postulado que a falha durante o
teste de tração ocorreu porque o material é limitado pela sua capacidade inerente de resistir a
tensão de cisalhamento, e que baseado no teste de tração a sua capacidade de tensão
cisalhante é de 350 MPa. Então se a peça foi submetida a uma tensão de cisalhamento de 420
MPa, sua falha foi prevista pela teoria.
O estudante de engenharia já tendo estudado os princípios de Mecânica dos sólidos e
resistência dos Materiais reconheceu nos exemplos acima a ilustração da teoria da máxima
tensão normal e a teoria da máxima tensão cisalhante.
Falha em uma peça submetida a um tipo qualquer de carregamento é considerada como
qualquer comportamento que a torna inútil para o qual foi projetada. Neste ponto iremos
considerar somente carga estática, deixando a parte de fadiga para o próximo capítulo. Carga
estática pode resultar de uma deflexão ou instabilidade elástica bem como uma distorção
plástica ou fratura. A distorção ou deformação plástica, está associada com tensões cisalhantes
e envolvem deslocamentos ao longo de planos de deslocamentos. A falha é definida como
ocorrendo quando a deformação plástica alcança um limite arbitrário, por exemplo 0,2 % em um
teste padrão de tração. O escoamento poderá no entanto ocorrer em áreas localizadas de
concentração de tensões ou em qualquer peça submetida à flexão ou torção quando
escoamento seja restrito a superfície externa.
3.3.1 - FALHA DE MATERIAIS DÚCTEIS SOB CARGA ESTÁTICA
Enquanto os materiais dúcteis irão sofrer fratura se tencionado estaticamente acima de
seu limite de resistência máximo, sua falha nos elementos de máquinas é geralmente
considerado ocorrer quando escoam sob carga estática. O limite de resistência ao escoamento
de um material dúctil é muito menor do que seu limite de resistência.
Historicamente, várias teorias foram formuladas para explicar esta falha: a teoria da
máxima tensão normal, a teoria da máxima deformação normal, a teoria da energia de
deformação máxima, a teoria da energia de distorção (Von Mises-Hencky) e a teoria da máxima
tensão cisalhante. Destas somente as duas últimas concordam com os resultados
experimentais e delas, a teoria de von Mises-Hencky é a mais precisa. Serão discutidas as
duas últimas teorias.
74