Questão:
Quando o efeito do peso próprio pode ser negligenciado?
M.Tarun
2015-06-09 19:31:28 UTC
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Ao estudar a resistência dos materiais no nível introdutório, geralmente fazemos cinco suposições simplificadoras.

  1. O material é homogêneo e isotrópico.
  2. O material obedece à lei de Hooke
  3. O corpo é considerado prismático
  4. O efeito do peso próprio é negligenciado
  5. A carga é considerada estática carga.

Em que circunstâncias a suposição 4 é válida? Quando o efeito do peso próprio pode ser negligenciado e quando deve ser incluído?

Freqüentemente, os cálculos tornam-se complexos quando todas as fontes individuais de forças são consideradas. Portanto, para não sobrecarregar os alunos, é sempre uma boa ideia simplificar as coisas. Na verdade, seu professor fica bastante entusiasmado ao se preocupar em apontar as simplificações. Você reage como um estudante típico e pensa que esta simplificação prejudica a precisão. Mas, na verdade, muito provavelmente você não está ciente de que a maioria das coisas que já calculou antes é uma simplificação grosseira, porque não foi sublinhada.
sem gravidade = sem peso.
Dois respostas:
Ethan48
2015-06-13 00:15:00 UTC
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(Aviso: esta resposta é direcionada para aplicações estáticas - aplicações dinâmicas como o peso próprio de um cabo móvel ou um veículo são muito mais complicados.) Em aplicações reais, o peso próprio é geralmente significativo e é bastante raro que você possa negligencie-o por um sistema do mundo real. No entanto, existem várias maneiras de abordar o peso próprio com vários graus de precisão, dependendo da situação.

Existem apenas algumas aplicações onde o peso próprio pode ser totalmente descartado como insignificante com base na engenharia julgamento. Essas seriam situações em que o peso próprio é uma porção muito pequena do peso total. Um exemplo que vem à mente seria um item pendurado em um cabo de aço. O peso do cabo de aço pode ser de 5 libras para uma carga de 5.000 libras. Eu ficaria confortável em ignorar o peso próprio nesse cenário.

O principal motivo pelo qual, em exercícios acadêmicos, é tentador ignorar o peso próprio, é que isso adiciona uma etapa iterativa ao design. Você dimensiona uma viga, por exemplo, para atender a um requisito de carga (e se você for inteligente, uma estimativa para o peso próprio), mas depois de escolher a viga e conhecer o verdadeiro peso próprio, você tem que reavaliar a estrutura . Este é um processo complicado e, especialmente quando se trabalha para obter uma resposta correta específica, como em um problema de livro didático, pode levar muitas iterações para encontrar o feixe perfeito.

Ao verificar um design, é necessário validá-lo em relação aos seus critérios de aceitação (provavelmente ditados por códigos relevantes), incluindo o peso próprio, mas isso não significa que você tenha que seguir esse processo iterativo em todo o design. Uma opção é adicionar uma estimativa de seu peso próprio às outras cargas descendentes para as quais você está projetando e processar todo o projeto com base nos critérios de aumento de carga. Então, no final, você adicionaria as cargas de gravidade apropriadas e retornaria as outras cargas aos seus valores adequados para as verificações finais. Como o peso próprio atua sobre membros específicos, em vez de se espalhar uniformemente, é importante que sua estimativa inicial seja conservadora. Esse método economiza muito tempo ao calcular coisas manualmente, mas apenas se sua estimativa de peso próprio for conservadora o suficiente. Se você não pode se dar ao luxo de ser modestamente conservador em seu projeto, é provável que ele não passe nas verificações finais.

Na era da modelagem estrutural baseada em computador, é claro, cada iteração é quase gratuito, portanto, há pouca vantagem em adicionar essa etapa extra. Para complicar ainda mais a discussão, está o fato de que, quando o carregamento sísmico governa, ele também é influenciado pelo peso morto, portanto, há um efeito de segunda ordem de qualquer aproximação.

Portanto, a resposta curta à sua pergunta é: quase nunca é normal ignorar completamente o peso próprio, mas existem alguns truques para reduzir seu impacto no processo de design.

Antek
2015-06-10 22:14:36 UTC
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você pode sempre incluir a gravidade como uma carga adicional (por exemplo, para uma viga de seção transversal constante, uniforme), então - como @joojaa já mencionou - é bom omiti-la e manter as coisas organizadas e limpas por melhor compreensão.

Nota lateral: para muitas estruturas, as cargas do peso próprio da estrutura são (e devem ser) muito menores do que a carga pretendida. Talvez um avião não seja o melhor exemplo, mas ainda assim (aviso de simplificação excessiva) - B747 pesa cerca de 180 toneladas vazio, o peso de decolagem pode ser de até ~ 400 toneladas (após wiki). As asas pesam cerca de 80 toneladas ( link), então a carga, além da gravidade, é quatro vezes maior do que o peso. Claro, o peso não é desprezível, mas ainda é consideravelmente menor do que a carga.



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