5 MODELO MATEMÁTICO 58<strong>de</strong> α. Como po<strong>de</strong> ser observado, quanto maior o ângulo, maior o raio <strong>de</strong> contato e maisuniforme fica a distribuição <strong>de</strong> pressão (ver Figura 6.7 do Apêndice F).Tabela 5.1 – Raio <strong>de</strong> contato c.α Al-Al, b 1 Al-Al, b 2 Ss-Ss, b 1 Ss-Ss, b 250° 8,7 10,1 6,4 7,855° 10,2 11,5 7,3 8,760° 12,0 13,4 8,5 9,965° 14,5 15,8 10,2 11,6Os mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> Fernlund e <strong>de</strong> Madhusudana não pu<strong>de</strong>ram ser empregados parajunções do tipo Al-Ss, pois estes autores mo<strong>de</strong>laram a junção <strong>de</strong> duas placas como umaplaca única, consi<strong>de</strong>rando que a tensão observada no plano médio <strong>de</strong>sta placa representa atensão <strong>de</strong> contato para placas <strong>de</strong> mesma espessura. Assim este mo<strong>de</strong>lo físico não seadapta a uma junção <strong>de</strong> chapas <strong>de</strong> materiais diferentes ou com espessuras diferentes.Porém, para efeito <strong>de</strong> análise, os dados experimentais serão comparados com o mo<strong>de</strong>lo,consi<strong>de</strong>rando juntas <strong>de</strong> mesmo material.Para saber qual mo<strong>de</strong>lo prevê melhor a distribuição <strong>de</strong> pressão medida, utiliza-se ométodo estatístico do χ 2 , dado pela equação (Press et al.(1994)):2χN∑ i i , (5.1)i=1[ ] 2y( r ) y= −on<strong>de</strong>, y(r i ) é o valor <strong>de</strong> pressão adimensional teórico na posição i e y i é o valor experimentaladimensional da distribuição <strong>de</strong> pressão na mesma posição. A Figura 5.1 mostra adistribuição da pressão adimensional em função do raio adimensional. Po<strong>de</strong>-se verificarnesta figura que a curva teórica (mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Fernlund com α = 60°) é a mesma para todas ascargas axiais, enquanto as distribuições medidas <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da força axial. Quanto menor ovalor <strong>de</strong> χ 2 , melhor a concordância entre o mo<strong>de</strong>lo e os dados medidos.Os valores <strong>de</strong> χ 2 foram calculados para cada força axial aplicada na juntaaparafusada, empregando, para a estimativa <strong>de</strong> y(r i ), os dois mo<strong>de</strong>los da literatura utilizandoos quatro valores do ângulo α apresentados na Tabela 5.1 e são apresentados no ApêndiceG. Os cinco valores <strong>de</strong> χ 2 para cada junção, correspon<strong>de</strong>ntes a cinco forças axiais, sãosomados e a menor soma obtida equivale ao mo<strong>de</strong>lo mais a<strong>de</strong>quado aos dados
5 MODELO MATEMÁTICO 59experimentais. As figuras apresentadas nesta seção correspon<strong>de</strong>m aos mo<strong>de</strong>losescolhidos através <strong>de</strong>sta metodologia. As legendas das figuras contêm a seguintenomenclatura: Fe refere-se à Fernlund, M Li ao mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Madhusudana, para umadistribuição <strong>de</strong> pressão linear, M Pa para Madhusunada e distribuição parabólica e M Popara mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Madhusudana e distribuição Polinomial. Os valores do ângulo α adotadosseguirão esta nomenclatura.P/Pa0,070,060,050,040,030,020,010,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15r/aJ111J211J311J411J511Fe 60°Figura 5.1 – Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Fernlund para Al-Al, b 1 e α=60°.A Figura 5.1 mostra as distribuições <strong>de</strong> pressão experimentais (pressãoadimensional em função da razão entre o raio da chapa e o raio do seu furo central) obtidaspara junções <strong>de</strong> alumínio – alumínio, sujeitas a cinco diferentes níveis <strong>de</strong> carga axial.Também é apresentada nesta figura a distribuição <strong>de</strong> pressão obtida a partir do mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong>Fernlund com α = 60°. Como já observado, este ângulo é o que apresenta uma curva teóricaque compara melhor com os dados experimentais para essa junta aparafusada, ou seja,com menor valor da soma <strong>de</strong> χ 2 para todas as forças axiais testadas. A Figura 5.2 mostraeste mesmo gráfico para a outra junção semelhante a esta, porém com o parafuso <strong>de</strong> raiob 2 . Para este caso, o ângulo α = 55º é o que melhor se ajusta ao mo<strong>de</strong>lo.