20.4 : Tensão Flexural

Ao analisar a flexão em elementos simétricos, é crucial entender como as tensões se distribuem quando submetidas a momentos fletores. Esta distribuição de tensões é efetivamente descrita pela aplicação de princípios fundamentais da mecânica e da ciência dos materiais, particularmente a Lei de Hooke para materiais elásticos.

A Lei de Hooke afirma que, dentro dos limites elásticos do material, a tensão é diretamente proporcional à deformação. Em um elemento que sofre um momento fletor, a deformação em qualquer ponto é relativa à sua distância do eixo neutro, a camada central que não sofre deformação longitudinal. A deformação varia linearmente de zero, no eixo neutro, até um máximo nas fibras mais externas do elemento.

A partir disso, determina-se que a tensão longitudinal em qualquer ponto também varia linearmente com a distância do eixo neutro. A integração desta variação linear ao longo da área da secção transversal do elemento, onde a tensão é zero no eixo neutro, confirma que este eixo coincide com o centróide da secção transversal.

Este processo de integração também define a expressão para o momento fletor, e também define o momento de inércia da seção. Este cálculo estabelece ainda mais a relação entre o momento fletor e a tensão máxima no ponto mais distante do eixo neutro e fornece a tensão de flexão causada pela flexão do elemento.