Trabalho Elementos de Máquinas 2

1 Professor Gilberto Estevão Bastos Engenharia Mecânica Elementos e Máquinas 2 FACULDADE MULTIVIX ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA ELEMENTOS DE MÁQUINAS 2 PROFESSOR GILBERTO ESTEVÃO BASTOS AVALIAÇÃO PROCESSUAL DO 2ª BIMESTRE VALOR 30 PONTOS INSTRUÇÕES A atividade processual do 2ª bimestre deverá ser elaborada e entregue seguindo todas as instruções abaixo a A avaliação deverá ser entregue até o dia 160625 as 2359 b A entrega deverá ser realizada via portal c Somente um componente do grupo deverá entregar a atividade d O arquivo eletrônico contendo a avaliação processual deverá ser entregue no formato pdf e o nome do arquivo deverá ser Atividade processualnome sobrenomenome sobrenomede todos os integrantes do grupo Incluir somente um sobrenome e Identificar no cabeçario do trabalho primeira página o nome completo de todos os participantes do grupo máximo de 6 componentes por grupo Caso o nome do aluno não conste no cabeçario a nota será igual a zero f O trabalho poderá ser elaborado utilizando Microsoft Word ou o Microsoft Powerpoint ou a mão Em caso de trabalho realizado a mão este deverá estar legível Escrita não legível acarretara perda de pontos g A resolução do trabalho deverá constar todos os cálculos referências equações unidades de medida gráficos tabela e demais informações que foram utilizadas para desenvolvimento da atividade Qualquer informação retirada de qualquer fonte externa deverá ser incluída A falta de informações acarretará retirada de pontos h Todas as respostas deverão estar claras e com as devidas unidades de medida i Caso seja verificado a existência de plágio será zerada a nota de ambos os trabalhos Atenção o não cumprimento das instruções acima irá acarretar a retirada de pontos ou em zerar a nota do grupo 2 Professor Gilberto Estevão Bastos Engenharia Mecânica Elementos e Máquinas 2 Projeto de ancoramento através de parafusos e cabo de aço Uma ancoragem deverá ser realizada utilizando um cabo de aço montagem simples com um só cabo de aço através de um suporte de aço espessura 85mm que está fixado em uma estrutura rígidas por 6 parafusos A figura abaixo mostra o detalhe de fixação de um parafuso Todo o conjunto de ancoragem os 6 parafusos e o cabo de aço estarão sujeitos a uma carga total de 540 kN A carga só causa tensão de tração em todo o conjunto Para o projeto deverá ser calculado e determinado os parâmetros da junta aparafusada 20 pontos e dimensionamento do cabo de aço 10 pontos 1 Dados para cálculo e determinação dos parâmetros da junta aparafusada Parafuso de cabeça sextavada M30 x 130 DIN 931 classe de resistência 88 Tipo de montagem passante com espessura de junta igual a 85mm Módulo de elasticidade 207 GPa Dimensionamento conforme a norma ISO 8981 A carga de 540 kN atua de maneira distribuída em todos os parafusos e só causa tensão de tração na junta aparafusada 3 Professor Gilberto Estevão Bastos Engenharia Mecânica Elementos e Máquinas 2 Para a junta aparafusada do projeto de ancoragem deverá ser calculado e determinado a A rigidez dos parafusos e do elemento da junta b A força de tração distribuída em cada parafuso c A força de tração absorvida por cada parafuso e no elemento devido a rigidez do conjunto d A carga resultante nos parafusos e no elemento considerando uma força de pré carga de 90 em relação a força de prova e O torque momento de aperto necessário para aplicar a pré carga considerando um coeficiente de atrito igual a 022 f A tensão de tração total que cada parafuso estará sujeito g O fator de segurança para a tensão de prova limite de escoamento e limite de resistência 4 Professor Gilberto Estevão Bastos Engenharia Mecânica Elementos e Máquinas 2 2 Dados para dimensionamento e especificação do cabo de aço O cabo de aço será submetido a uma carga máxima de 540 kN O fator de segurança para o projeto deverá ser 4 Dimensionar e selecionar o cabo de aço através da NBRISO 2408 Para o dimensionamento e especificação do cabo de aço deverá ser determinado a A carga mínima de ruptura do cabo de aço b Especificação completa do cabo de aço para a aplicação Parte 1 A Desenho mostra uma montagem sem arruela Geometria da junta l125mm l260mm ll1l2256085mm Geometria do parafuso M30 x 130 DIN 931 classe 88 d30mm Adπ d 2 4 π 30 2 4 70686mm 2 At561mm 2 L130mm LTb66mm ldLLT1306664 mm ltlld856421mm Rígidez do parafuso k b Ad At E Adlt Atld 70686561207 706862156164 k b1617511kN mm Rígidez do parafuso lal125 mm lbld 2 la64 2 257 mm lcld 2 64 2 32mm dw 15d k ma 18139Ed 2 ln5 05774la05d 05774la25d 1813920730 2ln5 05774250530 05774252530 113076597 kN mm k mb 18139Ed 2ln5 05774lb05d 05774lb25d 1813920730 2ln5 0577470530 0577472530 620812809kNmm k mc 18139 Ed 2ln5 05774lc05d 05774lc25d 1813920730 2ln5 05774320530 05774322530 96676605kN mm k m 1 kma 1 kmb 1 kmc 1 1 113076597 1 620812809 1 96676605 1 k m4808127 kNmm B Carga total distribuída em cada parafuso P Fcarga n 540 6 P90kN C Constante de junta C kb kmk b 1617511 4808127161751102517 Força absorbida pelo parafuso PbCP0251790 Pb22655kN Força absorvida pela junta Pm1C P10251790 Pm67345kN D Resistência do parafuso classe 88 Sprova600 MPa Força de précarga Fi090S prova At090600561 Fi30294kN Força resultante no parafuso FbPbFi22655302940 Fb325595kN Força resultante no na junta FmPmFi67345302940 Fm235595kN E Torque de aperto Tk Fid02230294030 T1999404 kN mm F Tensão de tração total no parafuso σ bFb At 325595 561 σ b580383 MPa G Fator de segurança para tensão de prova N p Sprova AtFi C P 060056130294 0251790 N p1486 Fator de segurança para escoamento NescSesc AtFi C P 066056130294 0251790 Nesc2972 Fator de segurança para limite de resistência NresSres AtFi C P 083056130294 0251790 Nres7182 Parte 2 A Carga mínima de Ruptura do cabo de aço Fmín P FS540 4 Fmín135 kN B Especificação do cabo de aço com alma de fibra Fmínd 2R K 1000 135d 2R K 1000 d 2R K135000 N Cabo de aço com alma de fibra KK 103 d 2R03135000N d 2R 450000N Cabo de aço selecionado 6X7 AACI d18mm Fmín183 kN R1570N mm 2 d 2R18 21570508680 N450000N LEGAL Parte 1 A Desenho mostra uma montagem sem arruela Geometria da junta 𝑙1 25 𝑚𝑚 𝑙2 60 𝑚𝑚 𝑙 𝑙1 𝑙2 25 60 85 𝑚𝑚 Geometria do parafuso M30 x 130 DIN 931 classe 88 𝑑 30 𝑚𝑚 𝐴𝑑 𝜋 𝑑2 4 𝜋 302 4 70686 𝑚𝑚2 𝐴𝑡 561 𝑚𝑚2 𝐿 130 𝑚𝑚 𝐿𝑇 𝑏 66 𝑚𝑚 𝑙𝑑 𝐿 𝐿𝑇 130 66 64 𝑚𝑚 𝑙𝑡 𝑙 𝑙𝑑 85 64 21 𝑚𝑚 Rígidez do parafuso 𝑘𝑏 𝐴𝑑 𝐴𝑡 𝐸 𝐴𝑑 𝑙𝑡 𝐴𝑡 𝑙𝑑 70686561207 7068621 56164 𝒌𝒃 𝟏𝟔𝟏𝟕 𝟓𝟏𝟏 𝒌𝑵𝒎𝒎 Rígidez do parafuso 𝑙𝑎 𝑙1 25 𝑚𝑚 𝑙𝑏 𝑙𝑑 2 𝑙𝑎 64 2 25 7 𝑚𝑚 𝑙𝑐 𝑙𝑑 2 64 2 32 𝑚𝑚 𝑑𝑤 15𝑑 𝑘𝑚𝑎 18139 𝐸 𝑑 2 ln 5 05774 𝑙𝑎 05 𝑑 05774 𝑙𝑎 25 𝑑 1813920730 2 ln 5 0577425 0530 0577425 2530 113076597 𝑘𝑁𝑚𝑚 𝑘𝑚𝑏 18139 𝐸 𝑑 2 ln 5 05774 𝑙𝑏 05 𝑑 05774 𝑙𝑏 25 𝑑 1813920730 2 ln 5 057747 0530 057747 2530 620812809 𝑘𝑁𝑚𝑚 𝑘𝑚𝑐 18139 𝐸 𝑑 2 ln 5 05774 𝑙𝑐 05 𝑑 05774 𝑙𝑐 25 𝑑 1813920730 2 ln 5 0577432 0530 0577432 2530 96676605 𝑘𝑁𝑚𝑚 𝑘𝑚 1 𝑘𝑚𝑎 1 𝑘𝑚𝑏 1 𝑘𝑚𝑐 1 1 113076597 1 620812809 1 96676605 1 𝒌𝒎 𝟒𝟖𝟎𝟖 𝟏𝟐𝟕 𝒌𝑵𝒎𝒎 B Carga total distribuída em cada parafuso 𝑃 𝐹𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑛 540 6 𝑷 𝟗𝟎 𝒌𝑵 C Constante de junta 𝐶 𝑘𝑏 𝑘𝑚 𝑘𝑏 1617511 4808127 1617511 02517 Força absorbida pelo parafuso 𝑃𝑏 𝐶 𝑃 0251790 𝑷𝒃 𝟐𝟐 𝟔𝟓𝟓 𝒌𝑵 Força absorvida pela junta 𝑃𝑚 1 𝐶 𝑃 1 02517 90 𝑷𝒎 𝟔𝟕 𝟑𝟒𝟓 𝒌𝑵 D Resistência do parafuso classe 88 𝑆𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎 600 𝑀𝑃𝑎 Força de précarga 𝐹𝑖 090 𝑆𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎 𝐴𝑡 090600561 𝐹𝑖 30294 𝑘𝑁 Força resultante no parafuso 𝐹𝑏 𝑃𝑏 𝐹𝑖 22655 302940 𝑭𝒃 𝟑𝟐𝟓 𝟓𝟗𝟓 𝒌𝑵 Força resultante no na junta 𝐹𝑚 𝑃𝑚 𝐹𝑖 67345 302940 𝑭𝒎 𝟐𝟑𝟓 𝟓𝟗𝟓 𝒌𝑵 E Torque de aperto 𝑇 𝑘 𝐹𝑖 𝑑 02230294030 𝑻 𝟏𝟗𝟗𝟗 𝟒𝟎𝟒 𝒌𝑵 𝒎𝒎 F Tensão de tração total no parafuso 𝜎𝑏 𝐹𝑏 𝐴𝑡 325595 561 𝝈𝒃 𝟓𝟖𝟎 𝟑𝟖𝟑 𝑴𝑷𝒂 G Fator de segurança para tensão de prova 𝑁𝑝 𝑆𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎 𝐴𝑡 𝐹𝑖 𝐶 𝑃 0600561 30294 0251790 𝑵𝒑 𝟏 𝟒𝟖𝟔 Fator de segurança para escoamento 𝑁𝑒𝑠𝑐 𝑆𝑒𝑠𝑐 𝐴𝑡 𝐹𝑖 𝐶 𝑃 0660561 30294 0251790 𝑵𝒆𝒔𝒄 𝟐 𝟗𝟕𝟐 Fator de segurança para limite de resistência 𝑁𝑟𝑒𝑠 𝑆𝑟𝑒𝑠 𝐴𝑡 𝐹𝑖 𝐶 𝑃 0830561 30294 0251790 𝑵𝒓𝒆𝒔 𝟕 𝟏𝟖𝟐 Parte 2 A Carga mínima de Ruptura do cabo de aço 𝐹𝑚í𝑛 𝑃 𝐹𝑆 540 4 𝑭𝒎í𝒏 𝟏𝟑𝟓 𝒌𝑵 B Especificação do cabo de aço com alma de fibra 𝐹𝑚í𝑛 𝑑2 𝑅 𝐾 1000 135 𝑑2 𝑅 𝐾 1000 𝑑2 𝑅 𝐾 135000 𝑁 Cabo de aço com alma de fibra 𝐾 𝐾1 03 𝑑2 𝑅 03 135000 𝑁 𝑑2 𝑅 450000 𝑁 Cabo de aço selecionado 6X7 AACI 𝒅 𝟏𝟖 𝒎𝒎 𝑭𝒎í𝒏 𝟏𝟖𝟑 𝒌𝑵 𝑹 𝟏𝟓𝟕𝟎 𝑵𝒎𝒎𝟐 𝑑2 𝑅 182 1570 508680 𝑁 450000 𝑁