Verificação numérica de ábacos e equações para o cálculo de concentração de tensão

Resumo

O referido artigo consiste em uma verificação das metodologias de cálculo da concentração de tensão em chapas com furo centrado e submetidas unicamente ao esforço de tração em uma direção, proposta por Hibbeler em seu livro de resistência dos materiais e por Young e Budynas no livro Roark’s Formulas for Stress and Strain. O método de pesquisa adotado consiste em um estudo de caso, de estrutura comparativa, no qual utilizou-se o Método dos Elementos Finitos (MEF) para a modelagem e análise do efeito da concentração de tensões provocado por mudanças bruscas na seção transversal do elemento. Optou-se por utilizar o programa Robot Structural Analysis da Autodesk para o desenvolvimento das modelagens, sendo estas fundamentadas nas condições de contorno e no estado plano de tensão. São apresentadas tabelas com os valores dos fatores de concentração de tensão obtidos com o MEF, os quais foram utilizados de forma a realizar um comparativo com os métodos de cálculo apresentados pelos autores mencionados anteriormente. Com os resultados obtidos por meio do comparativo, podemos apontar com base nos valores dos erros encontrados, que o ábaco proposto por Hibbeler expressa valores de erros superiores quando comparado com a equação apresentada por Young e Budynas (2002), onde para o primeiro caso, constata-se um erro máximo de 8,11% e médio de 5,45%, enquanto no método proposto por Young e Budynas apresenta-se um erro na faixa de 3,14% e médio de 1,64%.