Alternativa correta: B - Von Mises, porque o aço é um material dúctil.

Tema central da questão:

A questão aborda o dimensionamento de eixos de aço submetidos à torção pura, um tema fundamental em Resistência dos Materiais. Para garantir a segurança e desempenho de peças mecânicas, é essencial adotar o critério de resistência adequado, considerando o tipo de material e o tipo de solicitação.

Resumo teórico:

Materiais podem ser classificados como frágeis ou dúcteis. O aço é tipicamente um material dúctil, ou seja, suporta grandes deformações antes da ruptura. Para materiais dúcteis, o critério mais utilizado é o critério de Von Mises (também conhecido como critério da energia de distorção). Ele prevê o início da plastificação de acordo com o estado de tensões do material. Conforme a Norma ASME e literatura clássica (Hibbeler, Beer & Johnston), é o mais adequado para dimensionar eixos de aço sob torção.

Justificativa da alternativa correta:

Escolhemos a alternativa B porque o critério de Von Mises é recomendado para materiais dúcteis sujeitos a estados de tensão combinados, como ocorre na torção pura em eixos de aço.

Análise das alternativas incorretas:

• A - Tresca, porque o aço é um material frágil: Errado. O critério de Tresca pode ser aplicado a dúcteis, mas a justificativa está incorreta, pois o aço não é material frágil. Além disso, Von Mises é mais aceito em normas.
• C - Mohr, porque o aço é um material frágil: Errado. O critério de Mohr é voltado para materiais frágeis, o que não é o caso do aço.
• D - Máxima deformação normal, porque o aço é um material frágil: Errado. Essa teoria se aplica a frágil e não ao aço dúctil.
• E - Máxima tensão normal, porque o aço é um material dúctil: Errado. Para dúcteis, a máxima tensão normal não é o critério mais seguro. Usa-se Von Mises ou, em alguns casos, Tresca.

Dicas de interpretação:

Fique atento à classificação do material (dúctil ou frágil) e associe corretamente ao critério de dimensionamento. Questões como essa costumam trazer pegadinhas ao confundir o tipo de material ou o nome do critério.

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Vinícius uma dúvida...sobre o que você falou: "Uma vez que o eixo está sob torção pura, não estará submetido a esforços de tração ou compressão"

*Na torção pura, os valores cisalhantes são máximos na superfície.

*O círculo de Mohr de uma torção pura tem o seu centro na origem. Isso quer dizer que se a cisalhante é máxima, as tensões normais são nulas e se as tensões normais são máximas (principais), o cisalhante é nulo.

*Observando também a variação da tensão cisalhante devido a torção de acordo com o afastamento da seção ( http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAABHD0AC-62.jpg ), perceberá que ela é nula no centro.

Isso não quer dizer que a tensão normal é máxima no centro?

Vinícius,

O Critério da Máxima Tensão Normal (ou Teoria de Rankine ou Teoria de Coulomb) é aplicável apenas para materiais frágeis.

a) Tresca, porque o aço é um material frágil. ( AÇO NÃO É UM MATERIAL FRÁGIL, É UM MATERIAL DÚCTIL )

b) Von Mises, porque o aço é um material dúctil. ( CORRETO! VON MISSES UTILIZADO PARA FALHA POR ESCOAMENTO TÍPICO DE MATERIAL DÚCTIL) 

c)Mohr, porque o aço é um material frágil. ( AÇO NÃO É UM MATERIAL FRÁGIL) 

d) máxima deformação normal, porque o aço é um material frágil. ( AÇO NÃO É UM MATERIAL FRÁGIL) 

e) máxima tensão normal, porque o aço é um material dúctil. ( UTILIZADO PARA MATERIAIS FRÁGEIS). 

Aço como Material Dúctil:

O aço é um material dúctil, o que significa que ele apresenta uma grande capacidade de deformação antes da ruptura. O critério de Von Mises é o mais adequado para este tipo de material, pois ele leva em consideração a energia de distorção total, que é a responsável pela deformação plástica do material.

• Critério de Von Mises: Este critério considera que o material falha quando a energia de distorção total atinge um valor crítico. Este critério é mais adequado para materiais dúteis, como o aço.