Centro de cisalhamento
Introdução
Em geral
Na resistência de materiais, o centro de cisalhamento, também chamado de centro de torção, centro de cisalhamento ou centro de tensões de cisalhamento (CEC), é um ponto localizado no plano da seção transversal de uma peça prismática, como uma viga ou coluna, de modo que qualquer tensão de cisalhamento que passe por ela não produzirá um momento de torção na seção transversal da peça, ou seja, cada tensão de cisalhamento gera um momento de torção dado pela distância do cisalhamento tensão ao centro de cisalhamento. Geralmente é denotado por (y, z).
Quando existe um eixo de simetria, o centro de cisalhamento está localizado nele. Em peças com dois eixos de simetria, o centro de cisalhamento coincide com o centro de gravidade da seção e nesse caso a flexão e a torção são desacopladas e uma viga ou pilar pode ter flexão sem torção e torção sem flexão. Porém, em prismas mecânicos, vigas ou pilares com assimetrias em sua seção transversal, é necessário determinar o centro de cisalhamento para determinar corretamente as tensões.
Definição de centro de cisalhamento
Contenido
Si usamos la coordenada x para medir distancias a lo largo del eje de una pieza prismática y las coordenadas (y, z) para las coordenadas de cualquier punto sobre una sección transversal. El centro de cortantes es el punto definido por las coordenadas (y, z) dadas por:.
Donde son los momentos de área y el producto de inercia. Y donde son los productos de inercia sectoriales definidos como:.
Y es la función auxiliar del alabeo unitario.
Es importante señalar que:.
Perfis de seção fina
Para perfis de seção fina, isso pode ser simplificado calculando a função de empenamento da unidade auxiliar simplesmente como a área da seção em relação ao centro de gravidade como:.
onde:.
Se um sistema de eixos for considerado paralelo aos eixos principais de inércia, I = 0 e, portanto, as equações do centro de tensão de cisalhamento são simplesmente:
Um cálculo mais simples pode ser obtido considerando as tensões de cisalhamento arbitrárias T, T e os campos de tensões tangenciais irrotacionais dados pela fórmula de Collignon-Zhuravski para ambas as direções. Para este campo de tensões tangenciais, o momento de torção efetivo M do mesmo campo é calculado em relação a um ponto adequado e então calcula-se: