Flambagem de coluna

- UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
ESCOLA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL METALÚRGICA DE VOLTA REDONDA
PROFESSORA: SALETE BUFFONI
DISCIPLINA: RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

Flambagem de Colunas
Introdução
Os sistemas mecânicos e estruturas em geral quando estão submetidos a carregamentos, podem falhar de várias formas, o que vai depender do material usado, do tipo de estrutura, das condições de apoio, entre outras considerações. Quando se projeta um elemento, é necessário que ele satisfaça requisitos específicos de tensão, deflexão e estabilidade.

Figura 1 – Flambagem de uma coluna devido a um carregamento axial de compressão P.
Definição: Elementos compridos e esbeltos sujeitos a uma força axial de compressão são chamados de colunas e a deflexão lateral que sofrem é chamada de flambagem. Em geral a flambagem leva a uma falha repentina e dramática da estrutura.

Figura 2 - Alguns elementos acoplados com pinos usados em partes móveis de maquinaria, como este elo curto, estão sujeitos a cargas de compressão e, assim agem como colunas.

1

Cálculo da Carga Crítica ( Pcr )
Definição: É a carga axial máxima que uma coluna pode suportar antes de ocorrer a flambagem.
Qualquer carga adicional provocará flambagem na coluna.
Para compreender melhor esse tipo de instabilidade, considere um mecanismo formado por duas barras sem peso rígidas e acopladas por pinos nas duas extremidades.

Figura 3 –(a) Mola com rigidez k sem deformação (b) Deslocamento do pino em A de uma posição
Δ (c) Diagrama de corpo livre.

Tipos de equilíbrio kL - Equilíbrio estável
4
kL
- Equilíbrio Instável
P>
4 kL - Equilíbrio Neutro - Carga Critica
P=
4
P<

(1)

2

Os estados de equilíbrio apresentados na expressão (1) estão mostrados na Figura 4.

Figura 4 - Estados de equilibro do mecanismo da Figura 3.

As três condições de equilíbrio representadas pela Figura 4, são similares àquelas de uma bola colocada sobre uma superfície lisa, como na Figura 5.

Figura 5 – Bola em equilíbrio, estável, instável e neutro.