Esforço total
Introdução
Em geral
Tensão circunferencial é um tipo de tensão mecânica em elementos cilíndricos ou esféricos, como resultado de pressão interna ou externa.
Um exemplo clássico de tensão circular é a tensão aplicada às tiras de ferro, ou aros de madeira, de um barril. Em um tubo reto e fechado, qualquer força aplicada à parede do tubo cilíndrico por uma pressão diferencial resulta em tensões circulares. Da mesma forma, se o tubo tiver tampões de extremidade plana, qualquer força aplicada a eles pela pressão estática induzirá uma tensão axial perpendicular na parede do próprio tubo. Seções finas geralmente apresentam tensões radiais insignificantes, mas modelos precisos de cascas cilíndricas de paredes mais espessas devem levar essas tensões em consideração.
Definições
Um dos tipos de tensão mecânica é a tensão circular, que surge em objetos rotacionalmente simétricos. Esta força está contida no plano perpendicular ao eixo de simetria e é perpendicular ao raio do objeto. Cada partícula da parede do cilindro sofre isso em ambas as direções. Em geral não precisa ser igual em toda a espessura, mas pode variar. É representado por σ.
Se considerarmos um tubo de raio interno r de espessura de parede e e comprimento l preenchido com um fluido a uma pressão P, como mostrado na fig. 1. Para simplificar, vamos considerar a unidade de comprimento l = 1. Decompomos a pressão que é igual pelo princípio de Pascal numa componente horizontal e numa componente vertical. Os componentes verticais são simétricos e cancelados. E apenas o valor horizontal da pressão permanece. multiplicando P pela projeção da superfície 2r·l, e como consideramos l=1, temos uma força por unidade de comprimento de 2·r·P. Como o tubo está em equilíbrio, a soma das forças deve ser zero, e devido à simetria do problema consideramos que cada parede do tubo exerce metade da força r·P. Se considerarmos que a tensão está distribuída uniformemente dentro da parede temos uma tensão σ =. Desta expressão pode-se observar que embora a pressão seja mantida, a tensão a que a parede do tubo está submetida depende do raio; quanto maior o raio, maior a tensão. Para considerar que a tensão está distribuída uniformemente, a relação entre o raio e a espessura deve ser maior que 10, segundo outros autores é 20. Se a relação raio-espessura for menor, embora a força total a ser suportada seja a calculada, não se pode assumir uma distribuição uniforme da tensão dentro da espessura da parede, há áreas onde a tensão é maior que a média. E as tensões de cisalhamento não podem ser ignoradas.