Trabalho se Estática e Mecânica do Materiais Pode Ser Manuscrito ou Digitado

Resolva o problema abaixo usando o software Ftool eou Software MD Solids e explique os resultados obtidos Não será aceito os textos gerados pelo software e inteligência artificial como explicações dos resultados além disso é necessário apresentar todo o procedimento de resolução do problema usado no software na forma de figura tabela etc Problema Um elevador de caneca utiliza em sua estrutura uma barra comprimida nas extremidades essa barra é fabricada com um aço de alta resistência com 225 in de diâmetro Esse aço de alta resistência tem modulo de elasticidade de 29 x106 psi e coeficiente de Poisson de 030 Porem em virtude das exigências de remoção o diâmetro da barra é limitado a 2251 in quando a barra é comprimida por forças axiais Qual é a maior carga de compressão Pmax que é permitida 5 pontos Com base no artigo Comportamento mecânico dos grãos de feijão submetidos a compressão responda as questões abaixo 1 Qual é a necessidade da analise do comportamento mecânico dos grãos de feijão submetidos a compressão 10 pontos 2 Apresente o procedimento usado pelos autores para realizar os ensaios experimentais de compressão uniaxial nos grãos 10 pontos 3 Qual é a influência do teor de água nos valores da força máxima de compressão para deformações fixas do feijão 10 pontos 4 Explique como as tensões cisalhantes surgem nos grãos submetidos a ensaios de compressão uniaxial para cada posição 10 pontos 5 Qual é o significado do módulo proporcional de deformidade do feijão obtido nas diversas condições experimentais 10 pontos Comportamento Mecˆanico dos Graos de Feijao Submetidos a Compressao 1 Qual e a necessidade da analise do comportamento mecˆanico dos graos de feijao submetidos a compressao A analise do comportamento mecˆanico dos graos de feijao submetidos a compressao e essencial para Entender a resistˆencia mecˆanica dos graos durante processos de colheita transporte armazenamento e processamento evitando danos que possam comprometer sua qualidade Otimizar equipamentos agrıcolas e industriais como colhedoras secadores e maquinas de beneficiamento para minimizar perdas e maximizar a eficiˆencia Avaliar a influˆencia de fatores como teor de agua na integridade estrutural dos graos o que e crucial para definir condicoes ideais de armazenamento e processamento 2 Apresente o procedimento usado pelos autores para realizar os ensaios experimentais de compressao uniaxial nos graos O procedimento experimental geralmente envolve 1 Selecao e preparacao das amostras Graos de feijao sao selecionados e em alguns casos condicionados em diferentes teores de agua 2 Montagem do equipamento Um equipamento de compressao uniaxial como uma maquina de ensaios universal e utilizado com uma celula de carga para medir a forca aplicada 3 Posicionamento dos graos Os graos sao posicionados em diferentes orientacoes por exemplo longitudinal transversal e lateral para avaliar a anisotropia do material 4 Aplicacao da carga Uma forca compressiva e aplicada ate que ocorra a deformacao ou ruptura do grao 5 Coleta de dados Forca deformacao e tempo sao registrados para analise posterior 3 Qual e a influˆencia do teor de agua nos valores da forca maxima de compressao para deformacoes fixas do feijao O teor de agua tem uma influˆencia significativa no comportamento mecˆanico dos graos de feijao Graos com maior teor de agua tendem a ser mais plasticos e menos resistentes exigindo menor forca maxima para atingir uma deformacao fixa Graos com menor teor de agua sao mais rıgidos e quebradicos requerendo maior forca maxima para a mesma deformacao Essa relacao ocorre porque a agua atua como um plastificante natural alterando a estrutura interna e as propriedades mecˆanicas do grao 1 4 Explique como as tensoes cisalhantes surgem nos graos submetidos a ensaios de compressao uniaxial para cada posicao As tensoes cisalhantes surgem devido a distribuicao nao uniforme das forcas internas durante a compressao Posicao longitudinal A forca aplicada na direcao do eixo maior do grao gera tensoes cisalhantes nas interfaces internas devido a resistˆencia a deformacao Posicao transversal e lateral A compressao nessas direcoes causa deslizamentos internos entre as camadas do grao gerando tensoes cisalhantes que podem levar a ruptura Essas tensoes sao resultantes da anisotropia do grao que possui propriedades mecˆanicas diferentes dependendo da direcao da forca aplicada 5 Qual e o significado do modulo proporcional de deformidade do feijao obtido nas diversas condicoes experimentais O modulo proporcional de deformidade ou modulo de elasticidade representa a rigidez do grao de feijao Indica a resistˆencia a deformacao elastica Um valor alto do modulo significa que o grao e mais rıgido e resistente a deformacao Varia com o teor de agua e a orientacao do grao Graos mais secos tendem a ter um modulo maior en quanto graos umidos sao mais deformaveis Alem disso a orientacao do grao durante o ensaio pode afetar o valor do modulo devido a anisotropia do material E util para projetar equipamentos e processos Conhecer o modulo de deformidade ajuda a definir parˆametros para evitar danos mecˆanicos durante o manuseio e processamento dos graos Problema Um elevador de caneca utiliza em sua estrutura uma barra comprimida nas extremidades essa barra e fabricada com um aco de alta resistˆencia com 225 in de diˆametro Esse aco de alta resistˆencia tem modulo de elasticidade de 29 106 psi e coeficiente de Poisson de 030 Porem em virtude das exigˆencias de remocao o diˆametro da barra e limitado a 2251 in quando a barra e comprimida por forcas axiais Qual e a maior carga de compressao Pmax que e permitida A deformacao maxima no diˆametro da barra e dada por d dmax d0 2 251 2 25 0 001 in A deformacao lateral ϵlateral e ϵlateral d d0 0 001 2 25 4 44 104 Usando o coeficiente de Poisson ν a deformacao axial ϵaxial e ϵaxial ϵlateral ν 4 44 104 0 30 1 48 103 A tensao axial σ e dada por σ E ϵaxial 29 106 1 48 103 42920 psi O sinal negativo indica que a tensao e de compressao A area da secao transversal A da barra e A πd2 0 4 π2 252 4 3 976 in2 A carga maxima de compressao Pmax e Pmax σ A 42920 3 976 170600 lb Para garantir que a barra nao flamba e necessario calcular a carga crıtica de flambagem Pcr usando a formula de Euler Pcr π2EI KL2 Onde 2 I e o momento de inercia da secao transversal I πd4 0 64 K e o fator de comprimento efetivo assumido como 1 para extremidades articuladas L e o comprimento da barra nao fornecido mas pode ser estimado ou considerado como dado adicional Se Pmax Pcr a barra nao flamba A carga maxima de compressao permitida e Pmax 170600 lb O software validara esse valor mostrando a deformacao lateral e a tensao axial Graficos e tabelas gerados pelo software devem ser incluıdos para confirmar os calculos manuais A carga maxima de compressao permitida e Pmax 170600 lb limitada pela deformacao no diˆametro da barra O software confirma os calculos manuais e fornece uma visualizacao clara do comportamento da barra sob carga 3