O que é Tensão de Flexão?
A tensão de flexão é a tensão que um material sofre quando é submetido a uma carga que causa flexão. Isso significa que a tensão de flexão é a tensão que ocorre em uma viga quando ela é submetida a uma carga que a faz dobrar. Essa tensão é importante para determinar a capacidade de suporte de carga de materiais de construção, como vigas e pilares.
A tensão de flexão também é conhecida como tensão de flexão normal, pois é perpendicular à seção transversal da viga. É importante ressaltar que a tensão de flexão é diferente da tensão de tração e da tensão de compressão, que ocorrem quando um material é submetido a uma carga que causa estiramento ou compressão, respectivamente.
Como calcular a Tensão de Flexão?
A tensão de flexão pode ser calculada usando a fórmula σ = Mc/I, onde σ é a tensão de flexão, M é o momento aplicado à viga, c é a distância do centroide da seção transversal à fibra mais distante e I é o momento de inércia da seção transversal da viga. O momento de inércia é uma medida da resistência de um objeto à mudança de rotação.
É importante ressaltar que a tensão de flexão é inversamente proporcional ao momento de inércia da seção transversal da viga. Isso significa que quanto maior for o momento de inércia, menor será a tensão de flexão. Portanto, materiais de construção que têm seções transversais com maior momento de inércia são mais resistentes à flexão do que materiais com seções transversais com menor momento de inércia.
Exemplo de Cálculo de Tensão de Flexão
Considere uma viga retangular de 2m de comprimento, 20cm de largura e 30cm de altura, feita de concreto com resistência de 20 MPa. Se uma carga de 10 kN é aplicada na extremidade da viga, qual é a tensão de flexão máxima que a viga suporta?
A primeira etapa é determinar o momento aplicado à viga. Como a carga é aplicada na extremidade da viga, o momento é dado por M = F x L, onde F é a carga e L é o comprimento da viga. Portanto, M = 10 kN x 2 m = 20 kNm.
A segunda etapa é determinar o momento de inércia da seção transversal da viga. Como a viga é retangular, o momento de inércia é dado por I = bh^3/12, onde b é a largura da viga e h é a altura da viga. Portanto, I = 20cm x 30cm^3 / 12 = 45000 cm^4.
Finalmente, podemos calcular a tensão de flexão usando a fórmula σ = Mc/I. Substituindo os valores, temos σ = 20 kNm / 45000 cm^4 x 100 = 0,044 MPa. Portanto, a tensão de flexão máxima que a viga suporta é de 0,044 MPa.
Importância da Tensão de Flexão em Materiais de Construção
A tensão de flexão é uma das principais tensões que afetam a capacidade de suporte de carga de materiais de construção, como vigas e pilares. Portanto, é importante que os projetos de construção considerem a tensão de flexão ao selecionar os materiais de construção e ao determinar as dimensões das seções transversais das vigas e pilares.
Além disso, a tensão de flexão é um fator importante na determinação da vida útil de materiais de construção. Materiais que são submetidos a cargas de flexão repetitivas ao longo do tempo podem sofrer fadiga e eventualmente falhar. Portanto, a tensão de flexão deve ser considerada na análise de fadiga e vida útil de materiais de construção.
