Exercícios sobre eixos mecânicos

1) Uma biela de aço AISI 8650,(σe = 9240 kgf/cm2; σr = 10850 kgf/cm2) temperado em óleo a 816ºC e revenido a 538ºC está sujeita a uma carga axial com reversão completa de 18.000 kgf. Determinar o diâmetro da biela admitindo um fator de segurança FS = 2. e 90% de confiabilidade.
Desprezar os efeitos de flambagem.
Solução:
Carga axial com reversão completa:
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A fórmula a ser usada é a para materiais dúcteis sob esforços axiais

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Para carga axial ⇒ FC = 0,7
Quanto ao tamanho ⇒ FT = 0,85 (admitindo-se que o diâmetro seja menor que 50mm)
Superfície usinada ⇒ da figura 4 para σr = 154 kpsi ⇒ FA = 0, 7
Fator de temperatura → Ft = 1 (admitindo-se T< 450ºC)
Fator de confiabilidade → tabela → Fconf = 0,897
Kf = 1 (admitido)
Substituindo os valores numéricos na fórmula, vem:

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2) Uma barra de aço AISI 1025 LQ (σr = 67000 Psi; σe = 45000 Psi) está sujeita a um esforço de torção que varia de – 1000 lbf.pol a 4000 lbf.pol. Determinar o diâmetro da barra sendo FS = 2,0.
Solução:
Tmáx = 4000 lbf.pol; Tmín = - 1000 lbf.pol

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Para qualquer ponto da superfície externa, tem-se:
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σn = 0,5. σr = 0,5.67000= 33500 psi;
FT = 0,85 (admitindo-se d maior que 12 mm e menor ou igual a 50 mm);
FC = 0,6 (torção);
FA = 0,71 (LQ);
Ft = 1;
Fconf =1 (50% de confiabilidade).
Substituindo os valores numéricos na equação de Soderberg, vem: