O que é CISALHAMENTO, como calcular a tensão e fazer o ensaio

Hoje falaremos sobre o cisalhamento, uma palavra diferente que poucos sabem o significado e como ela age nas estruturas. Portanto, falaremos sobre o seu conceito, sua definição, seu significado, como calcular a tensão e como fazer um ensaio.

O que é cisalhamento?

Cisalhamento é o tipo de deformação que ocorre em um material quando ele é submetido a esforços de corte, ou seja, quando é aplicada uma força que atua perpendicularmente à superfície do material, como um corte com uma faca.

Quando um material é submetido a esforços de cisalhamento, as camadas da sua superfície se deslizam umas sobre as outras, resultando em uma deformação transversal. Isso pode levar ao aparecimento de trincas e à perda de resistência do material.

O cisalhamento é um fenômeno importante em várias áreas, como engenharia, física e materiais, pois pode afetar a resistência e a durabilidade de estruturas, como pontes, edifícios e outras construções. Por isso, é importante levar em conta os esforços de cisalhamento na projeto de estruturas e na escolha de materiais.

Cálculo da tensão de Cisalhamento

Para calcular a tensão de cisalhamento em um material, é preciso conhecer a força aplicada (F) e a área da seção transversal (A) do material. A fórmula para calcular a tensão de cisalhamento é:

Tensão de cisalhamento (σ) = F / A

Onde:

F é a força aplicada, em newtons (N)

A é a área da seção transversal do material, em metros quadrados (m²)

Exemplo:

Considere um material com uma seção transversal de 10 cm² e que está sendo submetido a uma força de 50 N. A tensão de cisalhamento nesse material seria:

σ = 50 N / (0,1 m²) = 500 N/m²

Lembre-se de que a tensão de cisalhamento é uma medida da força por unidade de área, então o resultado da fórmula estará em unidades de pressão, como pascais (Pa) ou newtons por metro quadrado (N/m²).

É importante lembrar que a tensão de cisalhamento é um valor máximo que o material pode suportar antes de romper ou deformar-se de maneira irreversível. Se a tensão de cisalhamento exceder o limite de resistência do material, ele pode falhar por meio de trincas ou fraturas.

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Ensaio de Cisalhamento

O ensaio de cisalhamento é um ensaio de laboratório utilizado para determinar a resistência à carga de materiais como concreto, argamassa, madeira, aço e outros. Ele consiste em aplicar uma carga de compressão em uma amostra de material, geralmente uma peça cilíndrica ou prismática, até que ela se rompa ou falhe por cisalhamento.

Equipamentos necessários:

Máquina de ensaio de cisalhamento: É um equipamento composto por uma coluna, um pistão e um dispositivo de aplicação da carga. A máquina de ensaio de cisalhamento é usada para aplicar a carga de compressão na amostra de material.

Amostra de material: É a peça cilíndrica ou prismática de material que será submetida ao ensaio de cisalhamento. A amostra deve ser preparada de acordo com as normas técnicas específicas para o tipo de material que está sendo ensaiado.

Cunhas: São peças metálicas que são colocadas nas extremidades da amostra de material para evitar que ela deslize durante o ensaio. As cunhas são fixadas à máquina de ensaio de cisalhamento.

Extensômetro: É um equipamento utilizado para medir a deformação da amostra de material durante o ensaio de cisalhamento. O extensômetro é fixado à amostra de material e é ligado à máquina de ensaio de cisalhamento para que a deformação seja medida em tempo real.

Passo a passo do ensaio

1 - Fixe a amostra de material entre as cunhas e coloque a amostra na máquina de ensaio de cisalhamento.

2 - Ligue o extensômetro à amostra de material e à máquina de ensaio de cisalhamento.

3 - Ajuste a máquina de ensaio de cisalhamento de acordo com as normas técnicas específicas para o material que está sendo ensaiado.

4 - Aplique a carga de compressão na amostra de material através do pistão da máquina de ensaio de cisalhamento.

5 - Medição da deformação: A deformação é medida em tempo real pelo extensômetro. A deformação é o quanto a amostra de material se deforma sob a carga de compressão.

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6 - Análise dos resultados: Os resultados do ensaio de cisalhamento são usados para calcular a resistência à carga do material. Para isso, é necessário calcular a resistência à carga do material através da equação da lei de Hooke: Resistência à carga = Carga / Área da seção transversal da amostra. Onde: Carga é a força aplicada na amostra de material durante o ensaio.