19.11 : Torção de Elementos Não Circulares

Elementos circulares submetidos a tensões de torção mantêm sua integridade de seção transversal devido à sua natureza axissimétrica. Esta simetria garante uma distribuição uniforme das tensões, permitindo que o elemento resista à torção sem se deformar. Em contraste, as barras quadradas, sem esta simetria axial, sofrem uma distorção significativa em suas seções transversais quando submetidas à torção, com exceção de ao longo de suas diagonais e nas linhas que conectam os pontos médios. Um exame detalhado de um segmento cúbico no canto da seção transversal de uma barra quadrada revela que seus lados voltados para fora, que fazem parte do exterior da barra, estão livres de tensões. Isto indica que a tensão nessas superfícies e nos cantos da seção transversal é nula, levando à conclusão de que a tensão de cisalhamento não se distribui linearmente com a distância do eixo nessas barras.

Isto pode ser generalizado para barras com seções transversais retangulares. Neste caso, a tensão de cisalhamento atinge o seu pico ao longo da linha central da face mais larga da barra. Esta tensão máxima, juntamente com o ângulo de torção, depende das dimensões da barra, ou seja, das larguras das suas faces mais largas e das mais estreitas. A determinação desses parâmetros envolve coeficientes específicos, denominados c_1 e c_2, que são calculados com base na relação entre as dimensões da face da barra.

Este cálculo destaca a relação entre as propriedades geométricas da barra e sua resposta à carga de torção, ressaltando a importância de se considerar a forma e as dimensões dos materiais ao avaliar seu comportamento sob torção.