Memorial de Cálculo para Falhas em Juntas Rebitadas

Falhas Relacionadas à junta rebitada:
Segundo Collins (2006), na análise de uniões e conexões rebitadas, é normalmente suposto que a flexão e a tração nos rebites possa ser desprezada, que a fricção entre as peças não contribua para a transferência de força através da união, e que as tensões residuais possam ser desprezadas. É considerado que o cisalhamento nos rebites seja uniforme e igualmente dividido entre os rebites. Sendo assim os pontos críticos podem ser identificados como: falha em tração da seção transversal líquida entre dois rebites, cisalhamento da seção transversal do rebite, falha de apoio compressivo entre o rebite e a chapa, cisalhamento da borda no furo do rebite, rasgamento da borda no furo do rebite.

As falhas consideradas para o rebite em questão, são causadas por tensões de cisalhamento duplo e esmagamento.

Cisalhamento Duplo:
A falha identificada pela equipe como a mais critica, foi a de cisalhamento duplo, e é para qual o dimensionamento do rebite está sendo realizado.

Para rebites em cisalhamento, a tensão de cisalhamento é dada pela equação mostrada na figura 1.

Fig 1. Equação da tensão de cisalhamento.

Tensão de Esmagamento: A falha ocasionada por tensão de esmagamento, nada mais é que a pressão de contato entre o rebite e a chapa, e é dada pela equação mostrada na figura 2.

Fig 2. Equação da tensão de esmagamento.

As falhas consideradas para a chapa em questão, são as de tração axial, compressão causada pelo rebite e resgamento de borda causado pelo rebite.

Tração Axial:
Considerada pela equipe como a falha mais critica para a chapa, no projeto em questão, a falha por tração axial pode ser calculada pela seguinte relação:

Onde: 𝑏 = Largura da chapa (mm), 𝐷ℎ = Diâmetro do furo (mm), 𝐹𝑠 = Carga total cisalhante (N), 𝑁𝑟 = Número de rebites suportando a carga, 𝑡 = Espessura da chapa (mm), 𝜎𝑡 = Tensão trativa (N/mm2 );

Compressão Causada Pelo Rebite:
A compressão causada pelo rebite é, na realidade, a falha de apoio compressivo, e a tensão de apoio compressivo pode ser calculada a partir da equação:

Onde: 𝐷𝑟 = Diâmetro do rebite (mm), 𝐹𝑠 = Carga total cisalhante (N), 𝑁𝑟 = Número de rebites suportando a carga, 𝑡 = Espessura da chapa (mm), 𝜎𝑐= Tensão de apoio compressivo (N/mm2 );

Rasgamento de Borda Causado Pelo Rebite:
Para a falha por rasgamento de borda, a tensão trativa de rasgamento da borda é demonstrada na seguinte equação:


Onde: 𝑑𝑒 = Diâmetro do furo a ser rebitado (mm), 𝐹𝑠 = Carga total cisalhante (N), 𝑁𝑟 = Número de rebites suportando a carga, 𝑝 = Espaçamento entre os furos (mm), 𝑡 = Espessura da chapa (mm), 𝜎𝑒 = Tensão de cisalhamento (N/mm2 );