Suíte Completa de Análise e Projeto de Engenharia
Calcule tensão de tração e compressão em materiais.
Calcule a deformação do material a partir da deformação.
Calcule o módulo elástico dos materiais.
Determine o módulo de cisalhamento a partir das propriedades elásticas.
Entender as propriedades básicas dos materiais é fundamental para o projeto de engenharia. A relação tensão-deformação define como os materiais se deformam sob cargas aplicadas. Nossas calculadora de tensão e calculadora de deformação ajudam a determinar essas características críticas dos materiais.
Tensão normal (σ) é calculada dividindo a força aplicada pela área da seção transversal. Este é um dos cálculos mais fundamentais em resistência dos materiais. Tensão de tração ocorre quando os materiais são puxados, enquanto tensão de compressão ocorre sob cargas de esmagamento.
Deformação (ε) representa a deformação relativa às dimensões originais. É uma grandeza adimensional que mostra quanto um material se alonga ou comprime. O Módulo de Young (E) relaciona tensão à deformação e indica a rigidez do material.
Módulo de cisalhamento (G) mede a resistência à deformação por cisalhamento. Use a razão de Poisson para converter entre diferentes constantes elásticas para caracterização completa do material.
Calcule o momento fletor máximo em vigas.
Calcule o esforço cortante em seções de viga.
Calcule a deflexão da viga sob cargas.
Calcule a tensão de flexão em vigas.
A análise de vigas é crítica para o projeto estrutural. A calculadora de momento fletor determina os momentos internos que causam a flexão da viga. O momento fletor máximo geralmente ocorre no centro de vigas biapoiadas sob cargas pontuais.
O esforço cortante representa forças internas perpendiculares ao eixo da viga. A calculadora de esforço cortante ajuda a identificar onde a tensão de cisalhamento é máxima. Diagramas de esforço cortante (DEC) e diagramas de momento fletor (DMF) são ferramentas essenciais para entender o comportamento da viga.
A deflexão da viga é o deslocamento vertical sob carga. A calculadora de deflexão de viga usa a fórmula δ = PL³/(48EI) para vigas biapoiadas. Deflexão excessiva pode causar problemas de funcionalidade mesmo se a resistência for adequada.
Nossas calculadoras lidam com múltiplas condições de carregamento: cargas pontuais, cargas distribuídas uniformes (CDU), cargas triangulares e várias configurações de apoio, incluindo vigas em balanço e biapoiadas.
Calcule I para seções transversais retangulares.
Calcule I para seções transversais circulares.
Calcule o módulo de seção para projeto de vigas.
Calcule J para eixos circulares.
O momento de inércia (I), também chamado de segundo momento de área, é crucial para projeto de vigas e colunas. Ele mede como a área é distribuída em relação a um eixo. A calculadora de momento de inércia lida com formas padrão: retângulos, círculos, tubos, perfis I e perfis U.
Para seções retangulares: I = (b×h³)/12. Para seções circulares: I = πr⁴/4. Momentos de inércia maiores significam menor deflexão e maior resistência à flexão.
O módulo de seção (W) é a razão entre o momento de inércia e a distância do eixo neutro: W = I/c. A calculadora de módulo de seção é essencial para projeto de vigas, pois a tensão de flexão está diretamente relacionada ao módulo de seção.
O momento polar de inércia (J) é usado para análise torsional de eixos. Para eixos circulares maciços: J = πd⁴/32. A calculadora lida com seções circulares maciças e ocas.
Analise tensão torsional em eixos.
Calcule a distribuição de tensão de cisalhamento.
Calcule a tensão equivalente.
Calcule a deflexão angular em eixos.
A torção ocorre quando torque (momento de torção) é aplicado a eixos. A calculadora de torção calcula a tensão torsional máxima: τ = T·r/J. Os eixos experimentam tensão de cisalhamento máxima na fibra externa.
O ângulo de torção (θ) representa a deflexão angular ao longo do comprimento do eixo. A fórmula θ = TL/(GJ) mostra que eixos mais longos e com momentos polares menores resultam em maior torção. Use a calculadora de ângulo de torção para garantir rigidez adequada do eixo.
A tensão de cisalhamento (τ) se desenvolve através das seções transversais da viga perpendicular à flexão. A fórmula τ = V·Q/(I·b) mostra como o cisalhamento varia pela seção. A tensão de cisalhamento máxima frequentemente ocorre no eixo neutro.
A tensão equivalente de von Mises (σ_vm = √(σ² + 3τ²)) combina tensões normais e de cisalhamento para prever falha em materiais dúcteis. Nossa calculadora de tensão de von Mises é essencial para estados de carregamento complexos.
Determine a carga crítica de flambagem.
Calcule tensões de contato.
Calcule a capacidade de cisalhamento do parafuso.
Converta torque em força de pré-carga.
Calcule tensão em soldas.
Preveja a vida em fadiga do componente.
A falha por fadiga ocorre após muitos ciclos de carga em tensões abaixo da resistência ao escoamento. A calculadora de vida em fadiga usa curvas S-N (Wöhler) para prever a vida útil do componente.
A relação entre tensão (S) e ciclos até a falha (N) é logarítmica: log(N) = [log(S_f) - log(S)]/m. Tensões mais altas reduzem a vida; tensões mais baixas a estendem. A inclinação (m) depende do material e do ambiente.
Os efeitos de tensão média são críticos — componentes sob tensão média de tração falham mais rápido do que aqueles sob tensão média zero. O diagrama de Goodman considera a tensão média ao prever a resistência à fadiga.
Aplicações comuns incluem eixos rotativos, componentes de motores, sistemas de suspensão e estruturas de aeronaves. Use nossa calculadora para verificar segurança adequada em fadiga para carregamento cíclico.
Fatores de concentração de tensão e efeitos de acabamento superficial reduzem ainda mais a resistência à fadiga em componentes reais. A prática de projeto conservadora inclui margens de segurança de 2-4 na vida em fadiga.