Cálculo de Deformações em chapas Galvanizadas de aço

13 augusti 2024 Matheus Correia

Cálculo de Deformações em chapas Galvanizadas de aço: uma abordagem para melhor compreender a comportamento destas peças

O uso de chapas galvanizadas de aço em estruturas é comum, especialmente em aplicativos de engenharia civil, naval e mecânica, onde sua resistência ao corte e ao Impacto é um dos principais requisitos. No entanto, as deformações em chapas galvanizadas podem ser um grande desafio para os projetistas e engenheiros, pois dependem de muitos fatores, tais como a espessura da chapa, o tipo de soldagem e o estilo de design.

Para abordar esse desafio, é necessário desenvolver habilidades para calcular as deformações em chapas galvanizadas de aço. Nesse sentido, este conteúdo busca fornecer um guia para entender os princípios e conceitos essenciais para realizar esses cálculos de forma correta e segura, garantindo a segurança e eficiência da estrutura em construção.

Características da Cálculo de Deformações em chapas Galvanizadas de Aço

Propriedades Mecânicas

Uma das principais características da cálculo de deformações em chapas galvanizadas de aço é a análise de suas propriedades mecânicas. A resistência, a dureza, o módulo de elasticidade e a tensão de ruptura são apenas alguns dos parâmetros que devem ser considerados ao realizar um cálculo de deformações.

A resistência é o grau de resistência de um material a deformações ou mesmo a ruptura.
A dureza é o grau de resistência à compressão.
O módulo de elasticidade mede a elasticidade de um material.
A tensão de ruptura é o ponto em que um material sobe a uma tensão crítica e começa a se romper.

Efeito da Corrosão

A presença de corrosão em chapas galvanizadas de aço pode significativamente afetar sua resistência à deformação. A corrosão pode desgastar a superfície da chapa, comprometendo sua estrutura e reduzindo sua resistência à compressão e à resistência à tração. Isso pode levar a perda de segurança em estruturas que dependem da força e da resistência dos materiais.

A corrosão pode ocasionar a formação de gotas de água que possam se transformar em hidrogênio, uma substância explosiva que pode causar rupturas inexplicáveis.
A corrosão também pode levar à formação de oxidados que possam crescer e comprometer a superfície da chapa, enfraquecendo sua resistência.

Deformações Elasticas e Elástico-Plásticas

O cálculo de deformações em chapas galvanizadas de aço também envolve a consideração de deformações elasticas e elástico-plásticas. Deformações elasticas são aquelas que são reversíveis, ou seja, quando o efeito causador da deformação é removido, a estrutura retorna ao seu estado original. Deformações elástico-plásticas, por outro lado, são aquelas em que a deformação é inicialmente elástica, mas continua a crescer após o efeito causador da deformação ser removido.

As deformações elasticas são importantes na análise de estruturas que devem suportar cargas variáveis.
O estudo de deformações elástico-plásticas é importante em estruturas que devem resistir a cargas constantes ou variáveis.

Cálculo de Deformações em Chapas Galvanizadas de Aço

A deformação é o estiramento ou compressão de uma chapa de aço ao longo de um eixo determinado. No cálculo de deformações em chapas galvanizadas de aço, é necessário considerar a resistência a tracção e compressão da chapa, bem como sua rigidez.

Fundamento do Cálculo

O cálculo de deformações em chapas galvanizadas de aço é baseado na teoria da mecânica dos materiais. Segundo essa teoria, a deformação de uma chapa depende da tensão aplicada na mesma e da sua resistência a tracção e compressão.

A tensão é uma força aplicada sobre a área da chapa e é medida em unidades de força por área, como pascals (Pa) ou pound-force per square inch (psi).

A resistência a tracção e compressão é uma medida da capacidade da chapa de resistir à tensão antes de se deformar ou fraturar. É medida em unidades de força per unit of area, como megapascals (MPa) ou ksi.

Fórmula

A fórmula mais comum utilizada para calcular a deformação em chapas galvanizadas de aço é a seguinte:

ΔL = (FL / A) * (1 / E)

onde:

ΔL é a deformação da chapa (em metros);
F é a força aplicada sobre a chapa (em newtons);
L é a largura da chapa (em metros);
A é a área da chapa (em metros quadrados);
E é a modular de elasticidade da chapa (em pascals).

Passo a Passo para aplicar a Fórmula

Passo 1: Calcular a área da chapa

A área da chapa pode ser calculada pela fórmula:

A = L * t

onde:

A é a área da chapa (em metros quadrados);
L é a largura da chapa (em metros);
t é a espessura da chapa (em metros).

Passo 2: Calcular a força aplicada sobre a chapa

A força aplicada sobre a chapa pode ser medida por meio de instrumentos de medição, como balanças dinâmicas ou forçmetros.

Passo 3: Calcular a tensão aplicada

A tensão aplicada pode ser calculada pela fórmula:

σ = F / A

onde:

σ é a tensão aplicada (em pascals);
F é a força aplicada sobre a chapa (em newtons);
A é a área da chapa (em metros quadrados).

Passo 4: Calcular a deformação

A deformação da chapa pode ser calculada utilizando a fórmula:

ΔL = (FL / A) * (1 / E)

onde:

ΔL é a deformação da chapa (em metros);
F é a força aplicada sobre a chapa (em newtons);
L é a largura da chapa (em metros);
A é a área da chapa (em metros quadrados);
E é a modular de elasticidade da chapa (em pascals).

Limitações da Fórmula

A fórmula apresentada é uma abordagem simplificada e não considera todos os fatores que podem influenciar a deformação da chapa, como a forma da chapa, a resistência à tracção e compressão da chapa, e o efeito da temperatura.

É importante lembrar que essa fórmula é apenas um caso especial e que, na prática, é necessário realizar testes e simulações para obter resultados mais precisos.

Erros Comuns e Dicas ao Calcular Cálculo de Deformações em Chapas Galvanizadas de Aço

Os erros mais comuns ao calcular Cálculo de Deformações em chapas galvanizadas de aço relacionam-se com a falta de informações sobre as propriedades elásticas do material, ao não considerar o aumento de temperatura e ao desprezar o efeito dos estresses residuais no processo de formação. O cálculo também pode ficar inválido se não se considerar o efeito do fator de tensão superficial na deformação da superfície. Para evitar erros, é fundamental ter acessado informações precisas sobre a chapa galvanizadas de aço, como a resistência máxima ao cisalhamento, a dureza Brinell e a temperatura máxima de formação. Além disso, é necessário considerar que a deformação da chapa é influenciada pela temperaturas, que podem variar segundo a região e condições de processamento.

As dicas mais importantes para melhorar o cálculo de Cálculo de Deformações em chapas galvanizadas de aço incluem:

∙ Incluir um fator de segurança de 1,4 a 1,6 para acobertar possíveis erros ou variações na estrutura;

∙ Considerar que a resistência ao esforço local pode variar substancialmente ao longo do projeto;

∙ Acessar informações precisas sobre as propriedades elásticas do material e do estresse residual;

∙ Realizar testes de estresse e deformação para validação do cálculo;

Concluindo

A análise do cálculo de deformações em chapas galvanizadas de aço revela que a combinação de parâmetros geométricos e mecanobiológicos é crítica para a determinação da magnitude e da distribuição dessas deformações. A resistência à tracção e a resistência à compressão são fatores chave na estabilidade da chapada e na formação de deformações. Além disso, a geometria da chapada, incluindo a curvatura e a espessura, afeta significativamente a distribuição das deformações e a sua magnitude.

Os resultados da análise também mostram que a galvanização da chapada pode influir na formação de deformações, especialmente em relação à resistência à corrosão. A resistência à corrosão da galvanização pode variar dependendo da espessura da camada de zinco e da qualidade da galvanização.

Em geral, o cálculo de deformações em chapas galvanizadas de aço é um processo complexo que envolve a consideração de várias variáveis e parâmetros. É fundamental considerar essas variáveis e parâmetros para garantir a estabilidade e a durabilidade da chapada.