Princípios principais.
I, T ou caixão
Seções ocas, em caixão ou tubo, dão a mesma rigidez com menos material. Para flexão, o ideal é a viga I. Blocos maciços desperdiçam material.
Evite cantos vivos
Cantos internos vivos multiplicam a tensão por três a cinco. Raios generosos, da ordem de 0,2 vez a seção, baixam isso para 1,5.
60 % da espessura da parede
Nervuras perpendiculares à direção da flecha acrescentam rigidez sem massa. A regra usual: nervura com 60 % da espessura da parede base.
Vale pagar mais
O 7075-T6 é 80 % mais resistente que o 6061. O Inconel se sai melhor que o 4140 no calor. Ajuste a liga à necessidade.
Carga cíclica
Sob carga cíclica o que conta é o limite de fadiga, não o de escoamento. No aço fica perto de 50 % da resistência à tração; o alumínio não tem limite verdadeiro e se trabalha com a resistência para um número de ciclos.
Elementos longos e esbeltos
Os elementos comprimidos correm risco. A carga crítica é π²EI/L². Acrescente apoio lateral se for preciso.
Perguntas frequentes
Em carga estática mandam o escoamento e a resistência à tração. Em fadiga, de 30 a 50 % do escoamento para 10⁷ ciclos. Sob carga cíclica, tudo é decidido pela fadiga.
Não. Mais resistência costuma significar menos ductilidade e mais sensibilidade ao entalhe. Diante de cargas de impacto, vale mais equilibrar resistência e ductilidade do que buscar o máximo.
O compósito de fibra de carbono é muito mais resistente por unidade de peso, mas caro. Reserve-o para aplicações em que o peso é crítico, como aeronáutica e competição.
Para análise por elementos finitos encaminhamos a parceiros de engenharia. A maioria das peças é fabricada conforme o desenho, e a validação por elementos finitos fica com o cliente ou o projetista.
Sim, sobretudo na fadiga. Superfícies ásperas iniciam trincas; poli-las ou jateá-las multiplica a vida em fadiga por dois a quatro.
Furos de parafuso, soldas e juntas concentram tensão. Sempre que puder, afaste as juntas das regiões de tensão máxima.
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