Resistência dos Materiais

Roteiro de Aula Prática RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Disciplina Resistência dos Materiais Clique aqui e veja orientações e exemplos de roteiro de aula prática ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1 Unidade 2 Aula White LabelSeção KLS 1 SOFTWARE Software X Acesso online X Pago Não Pago Infraestrutura Computador exclusivamente com acesso à internet e com o mínimo de 4 GB de Memória RAM Descrição do software O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC ATIVIDADE PRÁTICA 1 Atividade proposta Nesta atividade caro aluno você irá acessar um Laboratório Virtual para operar uma máquina de Ensaio de Tração Ela será usada para aplicar tensões de tração a diferentes corpos de prova feitos de materiais diferentes com o intuito de estudar a resistência destes materiais a este tipo de carga aplicada Utilizando uma bomba hidráulica manual você adicionará pressão de tração sobre a amostra e um manômetro analógico mostrará os valores de pressão aplicados Nesse experimento você deverá coletar os dados de diâmetro de cada peça e da tensão de ruptura Com os dados obtidos será possível caracterizar os quatro tipos de material quanto à Carga Útil também chamada de Carga de Ruptura Objetivos Um experimento como este tem como objetivo caracterizar diferentes materiais De forma mais específica seu objetivo será obter a Carga Útil de cada material testado No caso desse experimento isso será feito com quatro materiais diferentes Aço carbono duas ligas de alumínio diferentes e uma liga de titânio Procedimentos para a realização da atividade Para realizar este experimento siga os passos indicados abaixo 1 Você deverá acessar o site da ALGETEC Nesse site acesse Cursos no menu localizado à esquerda e logo após clique em Labs Específicos de Engenharia Na nova aba na opção de conteúdo do curso selecione Laboratórios de Estruturas e então acesse o Experimento Ensaio de Tração 2 Na página aberta você verá o menu abaixo Clique na opção Experimento indicado na cor verde na figura abaixo e acesse o laboratório virtual É importante notar que em seu primeiro acesso ao laboratório virtual o software pode demorar um pouco para carregar mas não se assuste é normal Nos próximos acessos o carregamento será mais rápido Caso tenha curiosidade os outros itens do Menu podem ser de boa ajuda Mas atenção Não siga o roteiro de acordo com o documento roteiropdf disponibilizado nesta página Tal arquivo pode ser uma fonte interessante para leitura complementar e detalhamento mas o procedimento que você deve adotar deve ser exatamente como o descrito aqui em nosso Roteiro de Aula Prática 3 Antes de posicionar o corpo de prova na máquina universal de ensaios é necessário remover a parte móvel das garras que irão fixálo na máquina universal Para acessar as garras de fixação selecione a opção de câmera Garras Elas estão indicadas dentro do retângulo vermelho na figura abaixo Remova as partes móveis das garras superior e inferior clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecionando a opção Remover parte móvel 4 Em seguida acesse a opção de câmera Corpos de prova para visualizar a maleta com os acessórios do experimento Para abrila clique com o botão esquerdo do mouse sobre ela Neste ensaio serão utilizados os corpos de prova de aço carbono liga de titânio e ligas de alumínio Você pode identificar a composição de cada material posicionando a seta do mouse sobre os corpos de prova e observando as informações que aparecem Selecione um corpo de prova e posicioneo sobre a mesa clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção Mover para a mesa 5 Efetue a medição do diâmetro do corpo de prova antes de inserilo na máquina universal Para tanto utilize o paquímetro localizado sobre a mesa Clique com o botão direito do mouse sobre o paquímetro e selecione a opção Medir diâmetro 6 Utilize as setas verdes para ajustar a escala de medida do paquímetro podendo assim efetuar a medida do diâmetro do corpo de prova Ao finalizar a medida clique no X ao canto superior da tela para retornar o paquímetro para a sua posição inicial 7 Após realizar a medida inicial posicione o corpo de prova nas garras clicando com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecionando a opção Mover para a garra Para recolocar as partes móveis das garras superior e inferior clique com o botão direito do mouse sobre a garra de fixação e selecione a opção Colocar parte móvel 8 A bomba hidráulica manual é responsável por aplicar carga ao material ensaiado Para visualizar a bomba acesse a opção de câmera Bomba manual Ajuste a bomba manual clicando com o botão esquerdo do mouse na válvula da bomba indicada com seta vermelha na figura abaixo para fechála Observe que surgirá no canto inferior direito da tela uma escala de medida da bomba manual O valor indicado referese à pressão que a bomba aplica no pistão hidráulico 9 Então clique com o botão esquerdo sobre a alavanca para aplicar a carga Aplique a carga no material de forma gradual realizando movimentos com a alavanca da bomba manual até que o corpo de prova seja rompido 10 Anote o valor da pressão de ruptura registrada no manômetro 11 Agora alivie a carga inserida pela bomba manual para que o sistema se acomode novamente Para isso clique com o botão esquerdo do mouse sobre a válvula da bomba manual 12 Em seguida acesse a opção de câmera Garras para visualizar o corpo de prova Remova as partes móveis das garras superior e inferior clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecionando a opção Remover parte móvel Por fim clique com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecione a opção Descartar este corpo de prova 13 Feito isso repita os passos acima mais duas vezes com peças do mesmo material totalizando três ensaios com o mesmo material 14 De posse dos dados calcule a área de cada um dos corpos de prova testados 15 Então calcule a Carga Útil para cada ensaio realizado e obtenha o valor médio dos três ensaios Lembrese de fazer a conversão da unidade de pressão para MPa 16 Depois de completar os três ensaios com o primeiro material repita o mesmo procedimento três vezes para cada um dos outros três materiais Checklist 1 Acessar a plataforma online da ALGETEC 2 Acessar o Experimento Virtual Ensaio de Tração 3 Remover a parte móvel das garras 4 Abra a maleta de corpos de prova 5 Mova um corpo de prova para a mesa 6 Meça o comprimento com o paquímetro e anote o valor 7 Posicione o corpo de prova nas garras 8 Coloque a parte móvel das garras 9 Clique na válvula da bomba manual 10 Clique na alavanca da bomba manual para aplicar pressão até que o corpo de prova seja rompido 11 Anote o valor da pressão de ruptura mostrado no manômetro 12 Clique na válvula da bomba para aliviar a pressão 13 Remova a parte móvel das garras 14 Posicione o corpo de prova sobre a mesa 15 Meça o comprimento final da peça e anote o valor medido 16 Descarte o corpo de prova 17 Repita os passos acima mais duas vezes para o mesmo material 18 Calcule o Alongamento Percentual de cada ensaio 19 Calcule a média do Alongamento Percentual 20 Faça a conversão de unidades da pressão de ruptura de kgfcm² para MPa 21 Calcule a média da tensão de ruptura 22 Repita os procedimentos para os outros três materiais Resultados da aula prática Aluno você deverá entregar Um arquivo contendo os valores de comprimento inicial de ruptura e pressão de ruptura obtidos em cada ensaio particular os valores de Alongamento Percentual do material usado em de cada ensaio a média do valor de Alongamento Percentual obtido para cada material a média da tensão de ruptura obtida para cada material Referências MASUELA F B Resistência dos Materiais Londrina Editora e Distribuidora Educacional SA 2017 Virtuaslab Roteiro Virtuaslab 2022 Disponível em httpswwwvirtuaslabnetualabsualab10062cd77d899e40html Acesso em 12 de jul 2022 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2 Unidade 2 Aula White LabelSeção KLS 2 SOFTWARE Software Acesso online Pago Não Pago Infraestrutura Computador exclusivamente com acesso à internet e com o mínimo de 4 GB de Memória RAM Descrição do software O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC ATIVIDADE PRÁTICA 2 Atividade proposta Nesta atividade caro aluno você irá acessar um Laboratório Virtual para operar uma máquina de Ensaio de Tração Ela será usada para aplicar tensões de tração a diferentes corpos de prova feitos de 4 materiais diferentes com o intuito de caracterizar estes materiais quanto à sua resistência a tensões de tração Utilizando uma bomba hidráulica manual você adicionará pressão de tração sobre a amostra e um manômetro analógico mostrará os valores de pressão aplicados Nesse experimento você deverá coletar os dados de deformação para cada valor de tensão de tração aplicada Com os dados obtidos será possível construir o gráfico de carga aplicada em função da deformação específica bem como caracterizar os quatro tipos de material quanto a algumas tensões características Objetivos Você terá dois objetivos ao realizar este ensaio de tração 1 Construir o gráfico de carga em função da deformação específica para cada um 2 Caracterizar os materiais estudados identificando aproximadamente as tensões de escoamento de estricção e de ruptura para cada um dos materiais Procedimentos para a realização da atividade Para realizar este experimento siga os passos indicados abaixo 1 Você deverá acessar o site da ALGETEC Nesse site acesse Cursos no menu localizado à esquerda e logo após clique em Labs Específicos de Engenharia Na nova aba na opção de conteúdo do curso selecione Laboratórios de Estruturas e então acesse o Experimento Ensaio de Tração 2 Na página aberta você verá o menu abaixo Clique na opção Experimento indicado na cor verde na figura abaixo e acesse o laboratório virtual É importante notar que em seu primeiro acesso ao laboratório virtual o software pode demorar um pouco para carregar mas não se assuste é normal Nos próximos acessos o carregamento será mais rápido Caso tenha curiosidade os outros itens do Menu podem ser de boa ajuda Mas atenção Não siga o roteiro de acordo com o documento roteiropdf disponibilizado nesta página Tal arquivo pode ser uma fonte interessante para leitura complementar e detalhamento mas o procedimento que você deve adotar deve ser exatamente como o descrito aqui em nosso Roteiro de Aula Prática 3 Antes de posicionar o corpo de prova na máquina universal de ensaios é necessário remover a parte móvel das garras que irão fixálo na máquina universal Para acessar as garras de fixação selecione a opção de câmera Garras Elas estão indicadas dentro do retângulo vermelho na figura abaixo Remova as partes móveis das garras superior e inferior clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecionando a opção Remover parte móvel 4 Em seguida acesse a opção de câmera Corpos de prova para visualizar a maleta com os acessórios do experimento Para abrila clique com o botão esquerdo do mouse sobre ela Neste ensaio serão utilizados os corpos de prova de aço carbono liga de titânio e 2 ligas de alumínio Você pode identificar a composição de cada material posicionando a seta do mouse sobre os corpos de prova e observando as informações que aparecem Selecione um corpo de prova e posicioneo sobre a mesa clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção Mover para a mesa 5 Efetue a medição do comprimento do corpo de prova antes de inserilo na máquina universal Para tanto utilize o paquímetro localizado sobre a mesa Clique com o botão direito do mouse sobre o paquímetro e selecione a opção Medir comprimento 6 Utilize as setas verdes para ajustar a escala de medida do paquímetro podendo assim efetuar a medida do comprimento útil do corpo de prova Ao finalizar a medida clique no X ao canto superior da tela para retornar o paquímetro para a sua posição inicial 7 Após realizar a medida inicial posicione o corpo de prova nas garras clicando com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecionando a opção Mover para a garra Para recolocar as partes móveis das garras superior e inferior clique com o botão direito do mouse sobre a garra de fixação e selecione a opção Colocar parte móvel 8 A bomba hidráulica manual é responsável por aplicar carga ao material ensaiado Para visualizar a bomba acesse a opção de câmera Bomba manual Ajuste a bomba manual clicando com o botão esquerdo do mouse na válvula da bomba indicada com seta vermelha na figura abaixo para fechála Observe que surgirá no canto inferior direito da tela uma escala de medida da bomba manual O valor indicado referese à pressão que a bomba aplica no pistão hidráulico 9 Então clique com o botão esquerdo sobre a alavanca para aplicar a carga Aplique a carga no material de forma gradual anotando os valores de pressão e deformação a cada passo realizando movimentos com a alavanca da bomba manual até que o corpo de prova seja rompido 10 Agora alivie a carga inserida pela bomba manual para que o sistema se acomode novamente Para isso clique com o botão esquerdo do mouse sobre a válvula da bomba manual 11 Em seguida acesse a opção de câmera Garras para visualizar o corpo de prova Remova as partes móveis das garras superior e inferior clicando com o botão direito do mouse sobre elas e selecionando a opção Remover parte móvel Por fim clique com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecione a opção Descartar este corpo de prova 12 Feito isso repita os passos acima com cada um dos outros materiais disponíveis na maleta de corpos de prova 13 Com os dados obtidos construa um gráfico de Carga em função da Deformação Específica para cada um dos quatro materiais testados Importante Apresente o gráfico com a unidade de pressão em MPa Portanto não esqueça de realizar a conversão apropriada da unidade de pressão mostrada pelo manômetro kgfcm² 14 A partir dos seus dados e dos gráficos obtidos identifique aproximadamente a tensão de escoamento a tensão de estricção e a tensão de ruptura para cada um dos materiais Checklist 1 Acesse a plataforma online da ALGETEC 2 Acesse o Experimento Virtual Ensaio de Tração 3 Remover a parte móvel das garras 4 Abra a maleta de corpos de prova 5 Mova um corpo de prova para a mesa 6 Meça o comprimento com o paquímetro e anote o valor 7 Posicione o corpo de prova nas garras 8 Coloque a parte móvel das garras 9 Clique na válvula da bomba manual 10 Clique na alavanca da bomba manual para aplicar pressão até que o corpo de prova seja rompido 11 Anote o valor da pressão de ruptura mostrado no manômetro 12 Clique na válvula da bomba para aliviar a pressão 13 Remova a parte móvel das garras 14 Descarte o corpo de prova 15 Repita os passos acima para cada um dos outros três materiais disponíveis 16 Construa um gráfico de Carga MPa versus Deformação Específica para cada corpo de prova testado 17 Obtenha as tensões características para cada material Resultados da aula prática Aluno você deverá entregar Um arquivo contendo Uma tabela contendo os dados de Pressão e Deformação Específica para o ensaio realizado com cada material um gráfico de Carga aplicada em função da deformação específica para cada material os valores aproximados das tensões de escoamento de estricção e de ruptura de cada material testado Referências MASUELA F B Resistência dos Materiais Londrina Editora e Distribuidora Educacional SA 2017 Virtuaslab Roteiro Virtuaslab 2022 Disponível em httpswwwvirtuaslabnetualabsualab100imgconteudoroteiropdfroteiropdfmodo embed Acesso em 12 de jul 2022 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 3 Unidade 2 Aula White LabelSeção KLS 3 SOFTWARE Software Acesso online Pago Não Pago Infraestrutura Computador exclusivamente com acesso à internet e com o mínimo de 4 GB de Memória RAM Descrição do software O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC ATIVIDADE PRÁTICA 3 Atividade proposta Olá Nesta atividade você irá acessar um Laboratório Virtual para o operar uma máquina de ensaio de compressão Ela será utilizada para aplicar tensões a diferentes corpos de prova feitos de diferentes materiais Um sistema de medição composto por um manômetro e um relógio comparador fará a leitura dos valores de pressão e deformação em cada momento durante os testes Os dados básicos que serão obtidos por você serão estes dois últimos mencionados isto é para cada valor de deformação um valor de pressão associado Com os dados obtidos e com os cálculos devidos será possível construir um gráfico da carga versus a deformação específica e a partir do gráfico calcular o módulo de elasticidade de cada material Objetivos Podemos categorizar seus objetivos em dois neste roteiro de aula prática 1 Realizar um ensaio de compressão com 3 materiais diferentes com o intuito de construir o gráfico de carga em função da deformação específica para cada um 2 Caracterizar os materiais estudados calculando o Módulo de Elasticidade e a Deformação Plástica de cada um Procedimentos para a realização da atividade Para realizar este experimento siga os passos indicados abaixo 1 Você deverá acessar o site da ALGETEC Nesse site acesse Cursos no menu localizado à esquerda e logo após clique em Labs Específicos de Engenharia Na nova aba na opção de conteúdo do curso selecione Laboratórios de Estruturas e então acesse o Experimento Ensaio de Compressão 2 Na página aberta você verá o menu abaixo Clique na opção Experimento indicado na cor verde na figura abaixo e acesse o laboratório virtual É importante notar que em seu primeiro acesso ao laboratório virtual o software pode demorar um pouco para carregar mas não se assuste é normal Nos próximos acessos o carregamento será mais rápido Caso tenha curiosidade os outros itens do Menu podem ser de boa ajuda Mas atenção Não siga o roteiro de acordo com o documento roteiropdf disponibilizado nesta página Tal arquivo pode ser uma fonte interessante para leitura complementar e detalhamento mas o procedimento que você deve adotar deve ser exatamente como o descrito aqui em nosso Roteiro de Aula Prática 3 Antes de posicionar o corpo de prova na máquina universal de ensaios é necessário posicionar os acessórios corretos para a realização do ensaio Para acessar os corpos de prova e acessórios da máquina abra a maleta clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela Para melhor visualizar os corpos de prova acesse a opção de câmera Corpos de prova Então posicione a seta do mouse sobre os acessórios e observe qual é o apropriado para o ensaio Neste ensaio serão utilizados os corpos de prova de nylon teflon e poliacetal Você pode identificar a composição de cada material posicionando a seta do mouse sobre os corpos de prova e observando as informações que aparecem 4 Para posicionar o corpo de prova na mesa clique com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Mover para a mesa 5 Utilizando o paquímetro localizado em cima da mesa efetue a medição do comprimento do corpo de prova antes de inserilo na máquina universal Para isso clique com o botão direito do mouse sobre o paquímetro e selecione a opção Medir comprimento Ao finalizar a medida clique no X ao canto superior da tela para retornar o paquímetro para a sua posição inicial 6 Após realizar as medidas iniciais clique com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecione a opção Mover para a máquina 7 Retorne à maleta para para posicionar a placa de compressão na máquina Clique com botão direito do mouse sobre ela e selecione a opção Mover para a máquina 8 O relógio comparador é utilizado para que as deformações sofridas pelo corpo de prova ao longo do ensaio sejam medidas Para visualizar o relógio comparador acesse a opção de câmera Relógio comparador Posicione o relógio comparador na superfície da parte móvel da máquina universal clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o conjunto de fixação do relógio comparador 9 Para zerar a escala de medida do relógio comparador posicione a seta e pressione o botão esquerdo do mouse sobre a escala do relógio e arrastea nos sentidos horário e antihorário 10 Faça o movimento da escala até que o ponteiro coincida com o zero como mostrado na imagem abaixo 11 A bomba hidráulica manual é responsável por aplicar carga ao material ensaiado Para visualizar a bomba acesse a opção de câmera Bomba manual Ajuste a bomba manual clicando com o botão esquerdo do mouse na válvula da bomba indicada com seta vermelha na figura abaixo para fechála Observe que surgirá no canto inferior direito da tela uma escala de medida da bomba manual O valor indicado referese à pressão que a bomba aplica no pistão hidráulico 12 Agora clique com o botão esquerdo sobre a alavanca para aplicar a carga até que o ponteiro do manômetro se mova para o primeiro ponto de medida Em seguida zere a escala do relógio comparador e retorne para a opção de câmera Bomba manual Aplique a carga no material realizando o movimento da alavanca da bomba manual passo a passo e anote cada mudança de valor na pressão e no relógio comparador Repita isso até que o comprimento do corpo de prova seja reduzido pela metade com relação ao inicial Observe o alongamento sofrido pelo corpo mostrado pela escala do relógio comparador 13 Alivie a carga conferida pela bomba manual para que o sistema se acomode novamente Para isso clique com o botão esquerdo do mouse sobre a válvula da bomba manual 14 Em seguida acesse a opção de câmera Prato de pressão para visualizar o corpo de prova Para retirar o corpo de prova da máquina universal e posicionálo na mesa clique com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Mover para a mesa 15 Utilizando o paquímetro efetue novamente a medição do comprimento do corpo de prova após ter sido comprimido e anote o dado 16 Siga as instruções dos passos anteriores para os outros corpos de prova e materiais restantes 17 Com os dados obtidos construa um gráfico de Carga em função da Deformação Específica para cada um dos três materiais testados Importante Apresente o gráfico com a unidade de pressão em MPa Portanto não esqueça de realizar a conversão apropriada da unidade de pressão mostrada pelo manômetro kgfcm² 18 Observando o gráfico escolha dois ou três pontos da região do gráfico correspondente à deformação elástica do material e calcule o Módulo de Elasticidade apresentando um valor médio para cada um dos materiais testados 19 Por fim com valores medidos dos comprimentos inicial e final de cada corpo de prova você consegue dizer se houve uma deformação plástica Se sim de quanto foi Checklist 1 Acessar a plataforma online da ALGETEC 2 Acessar o Experimento Virtual Ensaio de Compressão 3 Selecione um corpo de prova e posicioneo na mesa 4 Com o paquímetro meça o comprimento do corpo de prova e anote o valor 5 Mova o objeto para a máquina 6 Posicione a placa de compressão na máquina 7 Posicione o relógio comparador na superfície da parte móvel da máquina 8 Zere a escala do relógio comparador 9 Feche a válvula da bomba 10 Aplique carga até que o manômetro marque a primeira alteração 11 Zere novamente a escala do relógio comparador 12 Aplique carga no material até que o comprimento do material seja reduzido à metade e anote os dados durante esse processo 13 Abra a válvula da bomba 14 Posicione o corpo de prova sobre a mesa 15 Com o paquímetro meça novamente o comprimento do corpo de prova e anote o valor 16 Repita o procedimento anterior para os outros materiais existentes na maleta 17 Construa um gráfico de Carga em unidades de MPa versus Deformação Específica para cada um dos materiais ensaiados 18 Calcule o Módulo de Elasticidade de cada material 19 Calcule a deformação plástica se houver Resultado Aluno você deverá entregar Um arquivo contendo 3 tabelas contendo os dados de pressão e deformação uma para cada material 3 gráficos de Carga aplicada em função da deformação específica uma para cada material Os cálculos do Módulo de Elasticidade de cada material Os valores da Deformação Plástica de cada material se houver Referências MASUELA F B Resistência dos Materiais Londrina Editora e Distribuidora Educacional SA 2017 Virtuaslab Roteiro Virtuaslab 2022 Disponível em httpswwwvirtuaslabnetualabsualab101imgconteudoroteiropdfroteiropdfmodo embed Acesso em 12 de jul 2022 Disciplina Resistência dos Materiais Clique aqui e veja orientações e exemplos de roteiro de aula prática ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 4 Unidade 4 Aula White LabelSeção KLS 2 SOFTWARE Software X Acesso online XPago Não Pago Infraestrutura Computador exclusivamente com acesso à internet e com o mínimo de 4 GB de Memória RAM Descrição do software O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC ATIVIDADE PRÁTICA 4 Atividade proposta Nesta atividade caro aluno você irá acessar um Laboratório Virtual para o operar uma máquina de ensaio de torção Ela será utilizada para aplicar torques a diferentes corpos de prova feitos de diferentes materiais com o intuito de causar tensões de torção Um sistema de medição fará a leitura dos valores de ângulo de torção e de torque aplicado a cada momento durante o experimento Os dados básicos que serão obtidos por você serão estes dois últimos mencionados isto é para cada valor de ângulo um valor de torque associado além do comprimento inicial de cada corpo de prova Com os dados obtidos e com os cálculos devidos será possível construir um gráfico da tensão versus a deformação de cisalhamento e a partir do gráfico calcular o módulo de elasticidade transversal Objetivos Testar hipóteses teóricas a respeito do funcionamento da estrutura de diferentes materiais Construir o gráfico do ensaio de torção Extrair do gráfico uma informação importante da estrutura dos materiais testados a saber o módulo de elasticidade transversal que será obtido através do coeficiente angular da parte linear do gráfico Procedimentos para a realização da atividade Para realizar este experimento siga os passos indicados abaixo 1 Você deverá acessar o site da ALGETEC Nesse site acesse Cursos no menu localizado à esquerda e logo após clique em Labs Específicos de Engenharia Na nova aba na opção de conteúdo do curso selecione Laboratórios de Estruturas e então acesse o Experimento Ensaio de Torção 2 Na página aberta você verá o menu abaixo Clique na opção Experimento indicado na cor verde na figura abaixo e acesse o laboratório virtual É importante notar que em seu primeiro acesso ao laboratório virtual o software pode demorar um pouco para carregar mas não se assuste é normal Nos próximos acessos o carregamento será mais rápido Caso tenha curiosidade os outros itens do Menu podem ser de boa ajuda Mas atenção Não siga o roteiro de acordo com o documento roteiropdf disponibilizado nesta página Tal arquivo pode ser uma fonte interessante para leitura complementar e detalhamento mas o procedimento que você deve adotar deve ser exatamente como o descrito aqui em nosso Roteiro de Aula Prática 3 Abra a maleta de corpos de prova clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela Observe os corpos de prova dispostos na maleta acessando a opção de câmera Corpos de prova Você pode verificar informações sobre os corpos de prova posicionando a seta do mouse sobre ele Neste experimento serão utilizados os corpos de prova de alumínio latão cobre aço carbono e ferro fundido 4 Selecione um dos corpos de prova e para posicionar o corpo de prova na mesa clique com o botão direito do mouse sobre o material desejado para selecionar a opção Posicionar na mesa 5 Antes de posicionar o corpo de prova na máquina de ensaio é necessário que se realize medidas das suas dimensões Para isso utilize o paquímetro localizado em cima da mesa realize a medida do comprimento e do diâmetro da peça clicando com o botão direito do mouse sobre o paquímetro e selecionando a opção desejada Observe os valores na escala do paquímetro e anoteos Em seguida clique com o botão esquerdo do mouse no X vermelho ao canto da tela para retornar o paquímetro e o corpo de prova para a mesa 6 Antes de posicionar o corpo de prova na máquina de ensaio é necessário desacoplar uma das partes de fixação Acesse a opção de câmera Bancada para visualizar a máquina de ensaio e em seguida clique com o botão direito do mouse sobre o carro deslizante e selecione a opção Desacoplar carro deslizante Observe que a parte móvel se desloca 7 Feito isso acesse a opção de câmera Mesa para visualizar novamente o corpo de prova Insira o corpo de prova na garra móvel clicando com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecionando a opção Mover para a máquina Em seguida encoste a parte fixa na outra extremidade livre do corpo de prova clicando com o botão direito do mouse sobre ela e selecionando a opção Acoplar carro deslizante 8 Acesse a opção de câmera Bancada para poder visualizar o sistema de medição e clique com o botão direito do mouse sobre o componente do sistema de medição sinalizado pela seta vermelha e selecione a opção Ligar sistema de medição 9 Fazse necessário a aplicação de uma précarga no sistema para que as folgas inerentes à montagem sejam eliminadas não exercendo influência sobre os resultados obtidos Assim gire o volante da máquina até que o sistema de medidas acuse valores mínimos para o momento torsor e ângulo Para isso clique com o botão esquerdo do mouse no volante 10 Em seguida zere o sistema de medida Primeiramente zere o valor do torque apresentado no display Momento Para isso clique com o botão direito do mouse sobre o sistema de medição e selecione a opção Zerar sensor de torque Faça o mesmo procedimento para o valor do ângulo de rotação do corpo de prova e observe que os valores apresentados nos displays são zerados 11 Agora chegou a hora de coletar seus principais dados Aplique o torque no corpo de prova realizando o giro no volante da máquina de ensaio de tração e então anote os valores do ângulo e do torque respectivo em uma tabela Repita esse procedimento até que o corpo de prova se rompa Não deixe de anotar na tabela os valores de momento e ângulo em que ocorreu o rompimento do corpo de prova 12 Após o rompimento do corpo de prova desacople o carro deslizante afastandoo e em seguida retire o corpo de prova da máquina de ensaio Para folgar o carro deslizante clique com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Desacoplar carro deslizante Para ensaiar um novo corpo de prova é necessário que o já ensaiado seja descartado Para descartálo clique com o botão direito do mouse sobre ele e selecione a opção Descartar este espécime 13 Realize os passos acima listados para ensaiar cada um dos outros materiais restantes 14 Com os dados em mãos construa uma nova tabela contendo a Tensão de Cisalhamento calculada a partir do torque e do momento polar de inércia do material e a Deformação de Cisalhamento calculada a partir do ângulo de torção para cada material testado Para mais detalhes consulte seu material de Resistência dos Materiais disponível em nossa Biblioteca Virtual 15 Agora construa um gráfico da Tensão de Cisalhamento em função da Deformação de Cisalhamento De preferência construa o gráfico utilizando um software algumas opções de software são o Microsoft Excel ou LibreOffice Calc Olhando para o gráfico agora você deverá identificar a região de deformação elástica e utilizando o coeficiente angular da reta que se ajusta à essa região do gráfico calcular o Módulo de Elasticidade de Transversal de cada material Checklist 1 Acessar a plataforma online da ALGETEC 2 Acessar o Experimento Virtual Ensaio de Torção 3 Abra a maleta dos corpos de prova 4 Selecione um corpo de prova e posicione na mesa 5 Meça o comprimento e o diâmetro do corpo de prova utilizando o paquímetro 6 Desacople o carro deslizante 7 Mova o corpo de prova da mesa para a máquina 8 Acople o carro deslizante 9 Ligue o sistema de medição 10 Aplique uma précarga até que seja exercido um torque inicial sobre o corpo de prova 11 Zere os valores de momento e de ângulo 12 Aplique torque sobre o corpo de prova girando o volante e anote os pares de valores de momento e ângulo em uma tabela 13 Repita o último passo até que o corpo de prova se rompa 14 Desacople o carro deslizante 15 Descarte o corpo de prova testado 16 Repita todos os procedimentos dos passos 4 até 15 testando cada corpo de prova da maleta 17 Construa uma nova tabela com os valores de Tensão de Cisalhamento e Deformação de Cisalhamento para cada material testado 18 Construa um gráfico de Tensão de Cisalhamento versus Deformação de Cisalhamento para cada material testado 19 Obtenha o Módulo de Elasticidade de Transversal de cada material Resultados da aula prática Aluno você deverá entregar Um arquivo contendo as duas tabelas mencionadas nos passos 12 e 17 da seção Checklist para cada material um gráfico de Tensão de Cisalhamento versus Deformação de Cisalhamento para cada material testado Referências MASUELA F B Resistência dos Materiais Londrina Editora e Distribuidora Educacional SA 2017 Virtuaslab Roteiro Virtuaslab 2022 Disponível em httpswwwvirtuaslabnetualabsualab103imgconteudoroteiropdfroteiropdfmodo embed Acesso em 11 de jul 2022 CIDADE 2024 NOME RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS UNIVERSIDADE ANHANGUERA ENGENHARIA CIVIL CIDADE 2024 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro de Aula Prática apresentado a Universidade Anhanguera como requisito para obtenção de média para a disciplina de RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Tutora à Distância NOME SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 3 2 DESENVOLVIMENTO 4 21 ENSAIO DE TRAÇÃO 4 22 ENSAIO TRAÇÃO RUPTURA 6 23 ENSAIO DE TORÇÃO 11 24 ENSAIO DE COMPRESSÃO 14 3 CONCLUSÃO 16 REFERÊNCIAS 17 3 1 INTRODUÇÃO A resistência dos materiais é uma disciplina fundamental na engenharia pois desempenha um papel essencial na compreensão do comportamento mecânico de diferentes materiais sob diferentes tipos de cargas Neste trabalho será realizado uma série de ensaios práticos no laboratório virtual Algetec com o objetivo de investigar as propriedades de tração torção e compressão em metais amplamente utilizados na indústria aço carbono titânio e alumínio A escolha desses materiais é de grande relevância uma vez que eles são comumente empregados em uma variedade de aplicações industriais devido às suas características específicas de resistência e leveza Compreender como esses materiais se comportam sob diferentes tipos de carga é crucial para o projeto e a segurança de estruturas e componentes em engenharia Durante os ensaios serão dados precisos os quais serão analisado os pontos de ruptura dos metais o que nos permitirá tirar conclusões significativas sobre suas propriedades mecânicas Essas conclusões são fundamentais para o desenvolvimento de projetos de engenharia bemsucedidos garantindo que os materiais escolhidos atendam aos critérios de segurança e desempenho necessários 4 2 DESENVOLVIMENTO 21 ENSAIO DE TRAÇÃO Material Aço Carbono ASMT A36 CP 01 CP 02 CP 03 carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação 13 845 8286662 0 13 845 8286662 0 12 78 7649226 0 50 325 3187178 001 50 325 3187178 001 50 325 31871775 001 76 494 484451 002 82 533 5226971 002 86 559 54819453 003 93 6045 592815 003 94 611 5991894 004 90 585 57369195 012 96 624 6119381 035 110 715 7011791 054 110 715 70117905 054 132 858 8414149 09 137 8905 8732866 109 135 8775 860537925 109 142 923 9051584 145 143 9295 9115328 163 142 923 90515841 164 145 9425 9242815 201 145 9425 9242815 219 144 936 91790712 236 156 1014 9943994 255 145 9425 9242815 274 145 9425 924281475 293 145 9425 9242815 311 145 9425 9242815 328 143 9295 911532765 346 144 936 9179071 365 143 9295 9115328 384 140 910 8924097 401 139 9035 8860353 419 140 910 8924097 419 134 871 85416357 456 131 8515 8350405 475 132 858 8414149 475 127 8255 809543085 498 123 7995 7840457 512 116 754 7394252 529 105 6825 669307275 0 105 6825 6693073 0 107 6955 682056 0 Material Alumino 2024 CP 01 CP 02 CP 03 carga kgfcm² Força kgf Força N deform ação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação 25 1625 1593589 0 26 169 1657332 0 24 156 15298452 0 100 650 6374355 01 100 650 6374355 01 99 6435 631061145 01 143 9295 9115328 021 121 7865 771297 014 140 910 8924097 014 151 9815 9625276 032 150 975 9561533 02 147 9555 937030185 02 167 10855 1064517 098 154 1001 9816507 032 160 1040 10198968 032 178 1157 1134635 164 172 1118 1096389 099 164 1066 104539422 099 183 11895 1166507 208 183 11895 1166507 164 175 11375 111551213 164 189 12285 1204753 296 188 1222 1198379 229 180 1170 11473839 229 192 1248 1223876 361 194 1261 1236625 296 183 11895 116650697 296 194 1261 1236625 426 196 1274 1249374 362 186 1209 118563003 362 191 12415 1217502 493 199 12935 1268497 427 186 1209 118563003 427 190 1235 1211127 535 193 12545 1230251 495 186 1209 118563003 495 5 180 1170 1147384 58 189 12285 1204753 559 185 12025 117925568 559 175 11375 1115512 ROMP EU 178 1157 1134635 ROMPEU 170 1105 108364035 ROMPEU Material Titanium CP 01 CP 02 CP 03 carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação 20 130 1274871 0 20 130 1274871 0 20 130 1274871 0 90 585 573692 006 126 819 8031687 01 90 585 57369195 006 173 11245 1102763 014 195 12675 1242999 016 175 11375 111551213 009 218 1417 1389609 018 282 1833 1797568 026 242 1573 154259391 021 267 17355 1701953 024 310 2015 197605 032 300 1950 19123065 028 295 19175 1880435 028 325 21125 2071665 051 325 21125 207166538 036 325 21125 2071665 041 327 21255 2084414 061 332 2158 211628586 062 350 2275 2231024 102 328 2132 2090788 082 333 21645 212266022 126 350 2275 2231024 155 330 2145 2103537 155 335 21775 213540893 225 350 2275 2231024 225 330 2145 2103537 225 336 2184 214178328 309 333 21645 212266 274 333 21645 212266 309 333 21645 212266022 428 330 2145 2103537 305 330 2145 2103537 405 325 21125 207166538 492 320 2080 2039794 39 325 21125 2071665 464 307 19955 195692699 542 315 20475 2007922 41 315 20475 2007922 51 290 1885 184856295 555 300 1950 1912307 44 305 19825 1944178 534 280 1820 17848194 561 285 18525 1816691 456 300 1950 1912307 547 270 1755 172107585 ROMPEU 270 1755 1721076 46 290 1885 1848563 556 0 0 0 267 17355 1701953 ROMPEU 267 17355 1701953 ROMPEU 0 Material Alumínio 6061 CP 01 CP 02 CP 03 carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação carga kgfcm² Força kgf Força N deformação 0 0 0 0 5 325 3187178 0 5 325 31871775 0 5 325 3187178 0 20 130 1274871 002 265 17225 168920408 002 25 1625 1593589 002 43 2795 2740973 004 50 325 31871775 004 50 325 3187178 004 72 468 4589536 007 72 468 45895356 007 70 455 4462049 006 95 6175 6055637 009 97 6305 618312435 009 95 6175 6055637 009 100 650 6374355 01 104 676 66293292 013 100 650 6374355 013 110 715 7011791 054 110 715 70117905 054 105 6825 6693073 035 115 7475 7330508 11 113 7345 720302115 091 110 715 7011791 072 115 7475 7330508 164 115 7475 733050825 145 110 715 7011791 11 115 7475 7330508 201 115 7475 733050825 183 115 7475 7330508 145 114 741 7266765 237 114 741 72667647 219 115 7475 7330508 182 105 6825 6693073 274 110 715 70117905 156 114 741 7266765 201 95 6175 6055637 ROMPEU 95 6175 605563725 ROMPEU 6 110 715 7011791 236 105 6825 6693073 272 95 6175 6055637 ROMPEU 22 ENSAIO TRAÇÃO RUPTURA MATERIAL AÇO CARBONO CP 01 CP 02 CP 03 CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DERFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO 13 0 13 0 12 0 50 001 50 001 50 001 76 002 82 002 86 003 93 003 94 004 90 012 96 035 110 054 110 054 132 09 137 109 135 109 142 145 143 163 142 164 145 201 145 219 144 236 156 255 145 274 145 293 145 311 145 328 143 346 144 365 143 384 140 401 139 419 140 419 134 456 131 475 132 475 127 498 123 512 116 529 105 0 105 0 107 0 MATERIAL TITANIUM CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DERFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO 20 0 20 0 20 0 90 006 126 01 90 006 173 014 195 016 175 009 218 018 282 026 242 021 267 024 310 032 300 028 295 028 325 051 325 036 325 041 327 061 332 062 350 102 328 082 333 126 350 155 330 155 335 225 350 225 330 225 336 309 333 274 333 309 333 428 330 305 330 405 325 492 320 39 325 464 307 542 315 41 315 51 290 555 300 44 305 534 280 561 7 285 456 300 547 270 ROMPEU 270 46 290 556 267 ROMPEU 267 ROMPEU MATERIAL ALUMINIO CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DERFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO 24 0 25 0 26 0 99 01 100 01 100 01 140 021 143 021 121 014 147 032 151 032 150 02 160 076 167 098 154 032 164 098 178 164 172 099 175 163 183 208 183 164 180 228 189 296 188 229 183 273 192 361 194 296 186 336 194 426 196 362 186 404 191 493 199 427 186 469 190 535 193 495 185 533 180 58 189 559 170 ROMPEU 175 ROMPEU 178 ROMPEU MATERIAL ALUMINIO 6061 CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DERFORMAÇÃO CARGA Kgfcm2 DEFORMAÇÃO 0 0 5 0 5 0 5 0 20 002 265 002 25 002 43 004 50 004 50 004 72 007 72 007 70 006 95 009 97 009 95 009 100 01 104 013 100 013 110 054 110 054 105 035 115 11 113 091 110 072 115 164 115 145 110 11 115 201 115 183 115 145 114 237 114 219 115 182 105 274 110 156 114 201 95 ROMPEU 95 ROMPEU 110 236 105 272 95 ROMPEU Gráficos tensao x deformação Titanium tensao x deformação Aluminio 2024 tensao x deformação Aço carbono ASMT A36 tensao x deformação Aluminio 6061 R módulo de elasticidade aluminio 6061 E tanα σlp εlp 331 MPa 0001648351648352 20096962 MPa ou 201 Gpa Tensão de escoamento aproximada σε 446 MPa Tensão máxima aproximada σmax 524 MPa módulo de elasticidade Material titanium E tanα σlp εlp 744 MPa 0006593406593407 11270943 Mpa ou 113 Gpa Tensão de escoamento aproximada σε 904 MPa Tensão máxima aproximada σmax 974 MPa módulo de elasticidade Material aluminio 2024 E tanα σlp εlp 286 MPa 0002732240437158 10469138 Mpa ou 105 Gpa Tensão de escoamento aproximada σε 462 MPa Tensão máxima aproximada σmax 537 MPa módulo de elasticidade Material Aço carbono ASMT A36 E tanα σlp εlp 203 MPa 0000546448087432 37315191 Mpa ou 373 Gpa Tensão de escoamento aproximada σε 249 MPa Tensão máxima aproximada σmax 418 MPa 11 23 ENSAIO DE TORÇÃO ENSAIO DE TORÇÃO CP 01 CP02 CP03 Ângulo grau Momento Nm Ângulo grau Momento Nm Ângulo grau Momento Nm 0029 0720 0034 1230 004 1560 0031 1730 0036 2240 0042 2570 0125 5230 013 5740 0136 6070 0194 8320 0199 8830 0205 9160 0265 9412 027 9922 0276 10252 0501 11169 0506 11679 0512 12009 103 12996 1035 13506 1041 13836 521 13985 5215 14495 5221 14825 691 14256 6915 14766 6921 15096 805 14945 8055 15455 8061 15785 ENSAIO DE TORÇÃO CP 01 CP02 CP03 Deformação Cisalhante Tensão CisalhanteMpa Deformação Cisalhante Tensão CisalhanteMpa Deformação Cisalhante Tensão CisalhanteMpa 000005 179 000009 183 000013 186 0000033 4105 0000073 4145 0000003 4175 0000111 1674 0000151 1678 0000081 1681 0000151 1947 0000191 1951 0000121 1954 0000639 22214 0000679 22254 0000609 22284 0003073 23897 0003113 23937 0003043 23967 000429 28657 000433 28697 000426 28727 0004899 30036 0004939 30076 0004869 30106 0005508 30608 0005548 30648 0005478 30678 0007333 31279 0007373 31319 0007303 31349 000855 32629 000859 32669 000852 32699 0009767 33016 0009807 33056 0009737 33086 0011524 33665 0011564 33705 0011494 33735 12 13 CP01 Modulo de elasticidade E 000015100033 19474105 0000020478 Mpa Limite de escoamento222 Mpa Limite de resistência a torção 336 Mpa CP02 Modulo de elasticidade E 000019100091951183 0000000768 Mpa Limite de escoamento 222 Mpa Limite de resistência a torção 337 Mpa CP03 Modulo de elasticidade E 0000121000000319544175 0000000767662 Mpa Limite de escoamento 223 Mpa Limite de resistência a torção 337 Mpa 14 24 ENSAIO DE COMPRESSÃO Avaliação dos Resultados ENSAIO DE COMPRESSÃO CP01NYLON CP02TEFLON CP03POLIACETAL CARGA CARGA ALONGAMENTO CARGA CARGA ALONGAMENTO CARGA CARGA ALONGAMENTO Kgfcm² Mpa mm Kgfcm² Mpa mm Kgfcm² Mpa mm 5 0490335 491 5 0490335 444 5 0490335 495 10 098067 49 10 098067 481 10 098067 494 15 1471005 487 15 1471005 406 15 1471005 491 20 196134 484 20 196134 356 20 196134 489 25 2451675 479 25 2451675 291 25 2451675 487 30 294201 471 30 294201 226 30 294201 485 35 3432345 465 35 3432345 198 35 3432345 476 40 392268 461 40 392268 05 40 392268 475 45 4413015 453 45 4413015 998 45 4413015 471 50 490335 435 50 490335 91 50 490335 461 55 5393685 431 55 5393685 845 55 5393685 456 60 588402 425 60 588402 898 60 588402 445 65 6374355 421 65 6374355 65 6374355 435 70 686469 409 70 686469 70 686469 401 75 7355025 397 75 7355025 75 7355025 386 80 784536 379 80 784536 80 784536 365 85 8335695 341 85 8335695 85 8335695 304 90 882603 201 90 882603 90 882603 281 95 9316365 012 95 9316365 95 9316365 22 100 98067 84 100 98067 100 98067 162 Gráficos Tensão MPa x Deformação dos materiais ensaiados 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 12 NYLON NYLON 15 MODULO DE ELASTICIDADE GPA TENSAÕ DE ESCOAMENTO MPA NYLON 07 8500 TEFLON 049 3900 POLIACETAL 095 980 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 TEFLON 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10 12 POLIACETAL 16 3 CONCLUSÃO Os ensaios de tração torção e compressão realizados neste trabalho nos proporcionaram uma visão aprofundada das propriedades mecânicas dos metais em estudo aço carbono titânio e alumínio À medida que avançamos na disciplina de Resistência dos Materiais tornase evidente que compreender o comportamento desses materiais sob diferentes tipos de carga é fundamental para o sucesso de projetos de engenharia e para a segurança de estruturas e componentes O aço carbono com sua notável resistência à tração e compressão é um material robusto e amplamente utilizado em aplicações estruturais No entanto nossos ensaios revelaram que sua resistência à torção é relativamente menor Isso implica que ao projetar componentes sujeitos a cargas de torção significativas devemos considerar cuidadosamente a escolha do material ou implementar estratégias de reforço O titânio por outro lado surge como uma alternativa interessante combinando alta resistência com leveza É um material que tem encontrado aplicações crescentes em áreas como aeroespacial e biomédica onde a relação entre resistência e peso é crucial Nossos ensaios confirmaram sua capacidade de suportar cargas de torção substanciais destacando ainda mais sua versatilidade Quanto ao alumínio sua leveza e resistência à corrosão são inegáveis vantagens em muitas aplicações No entanto os ensaios demonstraram que sua resistência à tração e compressão é geralmente menor em comparação com os outros materiais estudados Isso não descarta seu valor mas enfatiza a necessidade de projetos cuidadosos e análises estruturais detalhadas ao escolher o alumínio como material principal 17 REFERÊNCIAS Beer F P Johnston E R Resistência dos Materiais McGrawHill 1996 Frazão Guimarães H C Ávila J A Resistência dos Materiais IME 2001 Timoshenko SP Gere J E Mecânica dos Sólidos LTC 1994 Popov E P Mechanics of Materials Prentice Hall 1997