Rezistența Materialelor

1. Solicitarea la forfercarea pură

1.1. Definiţie

Această solicitare este mai rar întâlnită şi se produce atunci când forţele exterioare acţionează asemenea unui foarfece (supportul forţelor transversale pe piesă sunt paralele şi foarte apropiate, teoretic putânde fi considerate coaxiale). Definiţia solicitării: acţionează încărcări transversale pe bară iar suporturile forţelor sunt infinit apropiate. Schema solicitării este dată în figura 1.1. În plus, aria transversală a piesei trebuie să fie foarte mică comparataiv cu lungimea (sau poate să fie foarte subţire).

Exemple de cazuri de forfecare pură: asamblări cu nituri sau şuruburi nestrânse, asamblări prin sudură sau cu bolţuri, tăierea tablelor prin forfecare.

Solicitarea de forfecare pură este întotdeauna însoţită de solicitări secundare axiale sau de încovoiere, dar acestea produc tensiuni foarte mici şi deci efectul lor poate fi neglijat. Adesea încărcările ce produc forfecarea pură se aplică pe suprafeţe relativ mici ale piesei, în acest caz apărând o presiune mare pe acea suprafaţă, efect ce nu mai poate fi neglijat. Solicitarea superficială a piesei forfecate se manifestă ca „tensiune de contact”.

1.2. Tensiuni şi deformaţii la forfecarea pură

1.2.1. Tensiuni la forfecarea pură

Fenomenul real permite să se facă ipoteza simplificatoare şi anume că tensiunea tangenţială produsă de efortul tăietor este uniform distribuită pe secţiune. Deci se poate definii relaţia de calcul a tensiunii:

notaţie fiind: T - efortul tăietor, A – aria secţiunii transversale a piesei.

Pe baza relaţiei de mai sus se poate face calculul de rezistenţă la forfecare, după cum urmează:

a) calculul de verificare: este necesar ca tensiunea efectivă să fie mai mică decât tensiunea admisibilă, adică:

b) calculul de dimensionare: se determină aria necesară ”Anec” funcţie de forţa tăietoare maximă ”T” şi tensiunea tangenţială admisibilă a materialului (indiferent de forma secţiunii):

c) calculul de capacitate portantă: se determină forţa maximă (capabilă) ce are voie să se producă în piesă pentru a se îndeplinii condiţia de rezistenţă:

1.2.2. Deformaţii la forfecarea pură

Vom considera o bară supusă la forfecare, conform figurii 1.2. Se izolează un element de arie infinit mic ”dA” din zona în care se produce efctiv forfecarea şi se analizează deformaţia acestuia. Se aplică legea lui HOOKE, adică avem relaţia:

Lunecare liniară, conform figurii 1.2, este:

, .

Se constată existenţa unor solicitări secundare şi anume:

 strivirea: între corpul ce foarfecă şi material;

 încovoierea: datorită necoaxialităţii forţelor tăietoare momentul încovoietor produs este , unde „d” este distanţa între suporturile forţelor tăietoare.

Deformaţiile la forfecare pură nu au importanţă în calculul practic de rezistenţă.