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Engenharia

Calculadora de Tensões Principais e Círculo de Mohr (Estado Plano)

Tensões principais, corte máximo, tensão equivalente de von Mises e de Tresca, e a tensão num plano rodado, a partir de σx, σy e τxy.

Resultados

Tensão principal máxima σ1 94,03 MPa
Tensão principal mínima σ2 -34,03 MPa
Tensão de corte máxima no plano (raio do círculo de Mohr) 64,03 MPa
Direção de σ1 a partir do eixo x 19,33 °
Tensão equivalente de von Mises (estado plano) 114,89 MPa
Tensão equivalente de Tresca 128,06 MPa
Tensão normal nesse plano 89,64 MPa
Tensão de corte nesse plano -23,30 MPa
Como varia
Tensão normal nesse planoÂngulo do plano a analisar, a partir do eixo x 0 – 180. Tensão normal nesse plano: 80 → 80; Tensão de corte nesse plano: 40 → 40Tensão normal nesse planoTensão de corte nesse plano-100-50050100050100150Ângulo do plano a analisar, a partir do eixo x (°)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Em qualquer ponto de uma peça carregada há duas direções perpendiculares onde o corte se anula; as tensões normais nelas, σ1 e σ2, são as tensões principais. O círculo de Mohr tem o centro em (σx+σy)/2 e um raio igual ao maior corte no plano, e a tensão num plano rodado de θ lê-se no círculo a 2θ — o gráfico mostra-o. Nos metais dúcteis o valor de von Mises é o que se costuma comparar com o limite de elasticidade (o de Tresca é um pouco mais prudente). Supõe-se estado plano de tensão (sem tensão na espessura), a tração é positiva e os ângulos são no sentido anti-horário.

Fórmula

σ1,2 = (σx+σy)/2 ± √[((σx−σy)/2)² + τxy²] · tan 2θp = 2τxy ÷ (σx−σy) · σvM = √(σx² − σxσy + σy² + 3τxy²)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
sxTensão normal σx (tração positiva)MPa
syTensão normal σy (tração positiva)MPa
txTensão de corte τxyMPa
thÂngulo do plano a analisar, a partir do eixo x°
S1Tensão principal máxima σ1MPa
S2Tensão principal mínima σ2MPa
TMTensão de corte máxima no plano (raio do círculo de Mohr)MPa
APDireção de σ1 a partir do eixo x°
VMTensão equivalente de von Mises (estado plano)MPa
TRTensão equivalente de TrescaMPa
SNTensão normal nesse planoMPa
TNTensão de corte nesse planoMPa

Exemplo resolvido

  • Tensão normal σx (tração positiva)80 MPa
  • Tensão normal σy (tração positiva)-20 MPa
  • Tensão de corte τxy40 MPa
  • Ângulo do plano a analisar, a partir do eixo x30 °
  • Tensão principal máxima σ194,03 MPa
  • Tensão principal mínima σ2-34,03 MPa
  • Tensão de corte máxima no plano (raio do círculo de Mohr)64,03 MPa
  • Direção de σ1 a partir do eixo x19,33 °
  • Tensão equivalente de von Mises (estado plano)114,89 MPa
  • Tensão equivalente de Tresca128,06 MPa
  • Tensão normal nesse plano89,64 MPa
  • Tensão de corte nesse plano-23,30 MPa

Limitações

  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
  • Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.