Relatório de Aula Prática - Resistência dos Materiais

Público RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U1INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS TENSÕES Aula A1TRELIÇAS OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Realizar cálculo de reação em estruturas para verificar as reações oferecidas pelos apoios Aplicar os conceitos teóricos de tensões de cisalhamento nas ligações de uma treliça utilizando um software de análise de resistência dos materiais SOLUÇÃO DIGITAL MDSolids O MDSolids é um software educativo para estudantes de Resistência de Materiais É constituído por um conjunto de módulos que compreendem os seguintes temas comportamento de pilares e vigas flexão torção esforço axial estruturas estaticamente indeterminadas treliças propriedades de secções e círculo de Mohr O software pode ser acessado em httpsstaticarchivesgitpagesmstedumdsolids PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES ProcedimentoAtividade nº 1 CÁLCULO DE REAÇÃO E ANÁLISE ESTRUTURAL Atividade proposta Calcular as reações de apoio de uma viga biapoiada e analisar as forças atuantes em uma estrutura treliçada sob aplicação de um carregamento P Para isso será necessário realizar os cálculos primeiramente à mão e depois utilizar o software a fim de conferência dos resultados 1 Cálculo de reação de uma viga biapoiada A viga biapoiada apresentada na figura 1 está em equilíbrio estático Dessa forma apresente as reações que os apoios A e B oferecem Figura 1 Viga biapoiada sob esforços mecânicos 3 Público Fonte elaborada pelo autor 2 Análise das forças em estrutura treliçada submetida a um carregamento P Na treliça representada pela figura 2 um carregamento P é aplicado sobre ela É dado que a 2m P 40 kN e a barra 3 possui comprimento 2m Apresente os valores das forças 1 2 3 4 e 5 que atuam na treliça Figura 2 Estrutura treliçada sob carregamento P Fonte httpsgooglrgwavZ acessado em 21102022 Procedimentos para a realização da atividade O primeiro passo consiste em calcular as reações de apoio de uma viga biapoiada Feito isso analisar as forças atuantes em uma estrutura treliçada sob aplicação de um carregamento P 1 Cálculo de reação de uma viga biapoiada Para realização dessa atividade acesse o software Viga OnLine no link httpswwwaprenderengenhariacombrvigaonline Agora será necessário construir a treliça no software com as informações dadas através da figura 1 Ao abrir o link teremos a tela inicial do software Viga Online conforme figura 3 4 Público Figura 3 Tela inicial do Software Viga Online Fonte Elaborada pelo autor Acrescentamos o comprimento total da viga e clicamos em Adicionar apoio 2 vezes pois temos 2 apoios Nesse momento descrevemos a posição e o tipo de cada apoio apoio A fixo pino no início da viga 0m e apoio B móvel rolete a 3m do início A figura 4 apresenta esse processo Figura 4 Informação dos apoios da estrutura Fonte Elaborada pelo autor Próximo passo consiste em acrescentar as cargas Pela figura 1 temos 2 cargas variáveis atuantes na viga Assim clicamos em Adicionar carga 2 vexes e preenchemos as informações Nesse caso a carga 1 de 8kN é do tipo distribuída iniciando em 0m com 0N até 3m com 8kN 8000N A carga 2 também é distribuída iniciando em 3m com 8kN 8000N até 6m com 4kN 4000N A figura 5 Apresenta esse processo Figura 5 Aplicação das cargas 5 Público Fonte Elaborada pelo autor Feiro isso desça a página e a viga está pronta Figura 6 Figura 6 Viga biapoiada sob esforços mecânicos Fonte Figura elaborada pelo autor Compare com a viga fornecida pelo exercício figura 1 e se estiver ok clique em Resolver viga O software fará os cálculos de reação e fornecerá os resultados figura 7 e ainda trará explicações de como desenvolver os cálculos Por fim faça os cálculos de forma manual aplicando os conceitos vistos em aula e compare os resultados Figura 7 Cálculo de reação Fonte Figura elaborada pelo autor 6 Público 2 Análise das forças em estrutura treliçada submetida a um carregamento P Para a realização desta atividade primeiramente devese abrir o software MDSolids Em seguida clicar no quadrado Trusses na aba MDSolids Modules conforme figura 8 Figura 8 Tela inicial do software MDSolids Fonte Elaborado pelo autor Dentro do módulo de treliça acione o botão New Truss e defina os espaçamentos de referência para inserção da treliça para esta atividade insira espaçamento de 2m na horizontal e 2m na vertical conforme figura 9 Figura 9 Interface de inserção dos dados da treliça Fonte Elaborado pelo autor 7 Público Agora com o item Create acionado crie as barras member os apoios supports e por último os carregamentos loads de acordo com o enunciado conforme figura 10 Figura 10 Interface do módulo de treliça Fonte Elaborado pelo autor Após inseridos todos os dados acione o botão compute para determinar os resultados dos esforços conforme figura 11 Por fim faça os cálculos de forma manual aplicando os conceitos vistos em aula e compare os resultados Figura 11 Resultados dos esforços da treliça 8 Público Fonte Elaborado pelo autor Avaliando os resultados 1 Faça o cálculo de reação para a estrutura biapoiada apresentada na Figura 1 e encontre as reações que os apoios A e B oferecem para manterem a estrutura e equilíbrio Compare os valor com os obtidos através do software São iguais 2 Calcule os valores para as forças 1 2 3 4 e 5 que atuam nas barras da treliça apresentada pela Figura 2 Compare os valor com os obtidos através do software São iguais Checklist Parte 1 Abrir o Viga Online Construir a viga segundo as informações fornecidas Clicar em Resolver Viga para obter os resultados Parte 2 Abrir o software MDSolids Acionar o botão Trusses na aba MDSolids Modules Acionar o botão New Truss Inserir as barras member os apoios supports e por último os carregamentos loads Acionar o botão compute para obter os resultados Avaliar os resultados 9 Público RESULTADOS Resultados do experimento Ao final dessa aula prática você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas e as referências bibliográficas ABNT quando houver O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática será possível compreender como realizar o cálculo de reação em estrutas isostáticas do tipo viga e treliça encontrando as reações que os apoios oferecem para mater a estrutura em equilíbrio e as demais inforações necessárias para análise estrutural Público RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U2CONCEITOS DE TENSÃO E DEFORMAÇÃO Aula A3COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Aplicar os conceitos teóricos de comportamento dos materiais utilizando um software de análise de resistência dos materiais SOLUÇÃO DIGITAL MDSolids O MDSolids é um software educativo para estudantes de Resistência de Materiais É constituído por um conjunto de módulos que compreendem os seguintes temas comportamento de pilares e vigas flexão torção esforço axial estruturas estaticamente indeterminadas treliças propriedades de secções e círculo de Mohr O software pode ser acessado em httpsstaticarchivesgitpagesmstedumdsolids PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES ProcedimentoAtividade nº 1 DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA DE UM ELEMENTO ESTRUTURAL Atividade proposta Determinar a deformação na barra para o carregamento apresentado na figura 1 sabendo que o segmento AC apresenta E 250GPa e o segmento CD apresenta E 200GPa Realize os cálculos primeiramente à mão e utilize o software a fim de conferência dos resultados Figura 1 Desenho esquemático de uma barra com carregamento axial Fonte Beer et al 2015 p 63 3 Público Procedimentos para a realização da atividade Para a realização desta atividade primeiramente devese abrir o software MDSolids Em seguida clicar no quadrado Problem Library na aba MDSolids Modules conforme figura 2 Figura 2 Tela inicial do software MDSolids Fonte Elaborado pelo autor Dentro deste módulo para abrir o exercício dentro do software observe a lista ao lado esquerdo da figura 3 e abra os links conforme a seguinte ordem Axial Deformation Segmented axial members Horizontal axial members Rod áreas specified Figura 3 Interface de apresentação do módulo Problem Library 4 Público Fonte Elaborado pelo autor Realizando os passos indicados irá aparecer um elemento estrutural conforme a figura 4 Figura 4 Interface de inserção de dados para resolução do exercício Fonte Elaborado pelo autor Agora será necessário ajustar as unidades na coluna da direita e preencher as informações do enunciado nas células amarelas Este passo irá ficar conforme a imagem descrita pela figura 5 Figura 5 Apresentação dos dados e unidades ajustadas no programa 5 Público Fonte Elaborado pelo autor Após preenchido todos os dados corretamente devemos calcular as deformações Elongations apertando o botão Compute O programa irá apresentar as deformações na Elongations para cada segmento da barra Será informado também o total do elemento estrutural E ainda são apresentados os resultados das forças Force e tensão Stress nas três primeiras colunas para cada segmento conforme apresentado na figura 6 Figura 6 Apresentação dos resultados de deformação Fonte Elaborado pelo autor Avaliando os resultados 1 Qual a deformação na barra devido ao carregamento aplicado 2 Os dados obtidos através do software e dos cálculos à mão foram os mesmos Houve divergência Qual motivo 6 Público Checklist Abrir o software MDSolids Acionar o botão Problem Library na aba MDSolids Modules Abrir o link do exercício seguindo os seguintes passos Axial Deformation Segmented axial members Horizontal axial members Rod áreas specified Ajustar as unidades na coluna da direita e preencher as informações do enunciado nas células amarelas Acionar o botão compute para obter os resultados Avaliar os resultados RESULTADOS Resultados do experimento Ao final dessa aula prática você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas e as referências bibliográficas ABNT quando houver O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática será possível analisar o comprotamento de um material segundo a aplicação de esforços axiais Público RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U3ESTUDODASRELAÇÕESTENSÃODEFORMAÇÃO Aula A3ESTADOPLANODETENSÕES OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Aplicar os conceitos teóricos de estado plano de tensões utilizando um software de análise de resistência dos materiais SOLUÇÃO DIGITAL MDSolids O MDSolids é um software educativo para estudantes de Resistência de Materiais É constituído por um conjunto de módulos que compreendem os seguintes temas comportamento de pilares e vigas flexão torção esforço axial estruturas estaticamente indeterminadas treliças propriedades de secções e círculo de Mohr O software pode ser acessado em httpsstaticarchivesgitpagesmstedumdsolids PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES ProcedimentoAtividade nº 1 TENSÕES PRINCIPAIS PARA O ESTADO DE TENSÃO Atividade proposta Determine as tensões principais para o estado de tensão apresentado na Figura 1 e obtenha o círculo de Mohr Realize os cálculos primeiramente à mão e utilize o software a fim de conferência dos resultados Figura 1 Estado de Tensão 3 Público Fonte Beer et al 2015 p 462 Procedimentos para a realização da atividade Para a realização desta atividade primeiramente devese abrir o software MDSolids Em seguida clicar no quadrado Mohrs Circle na aba MDSolids Modules conforme Figura 2 Figura 2 Tela inicial do software MDSolids Fonte Elaborado pelo autor 4 Público Dentro do módulo do círculo de Mohr o programa irá apresentar uma tela para ser inseridos os valores das tensões conforme figura 3 Figura 3 Interface de inserção dos dados do estado de tensão Fonte Elaborado pelo autor Insira os valores das tensões normais e de cisalhamento com o sentido correto Ajuste a unidade conforme os dados fornecidos no enunciado da atividade Em seguida acione o botão Compute e depois o Details O programa irá apresentar os resultados das tensões principais a tensão de cisalhamento máxima e os ângulos dos planos de tensão Normal stress shear stress principal stress orientation Todas essas informações são apresentadas no círculo de Mohr a esquerda da figura e nos planos de tensões desenhado a direita da figura 4 Figura 4 Apresentação dos resultados 5 Público Fonte Elaborado pelo autor Avaliando os resultados 1 Quais as tensões principais para o estado plano de tensão apresentado pela figura 1 Os resultados obtidos pelo software são os mesmo que os obtidos pelo cálculo à mão 2 Apresente o círculo de Mohr para o estado plano de tensão em estudo Checklist Abrir o software MDSolids Acionar o botão Mohrs Circle na aba MDSolids Modules Inserir os valores das tensões normais e de cisalhamento com o sentido correto Ajustar a unidade conforme o enunciado Acionar o botão compute e details para obter os resultados Avaliar os resultados RESULTADOS Resultados do experimento Ao final dessa aula prática você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas e as referências bibliográficas ABNT quando houver O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb 6 Público Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática será possível analisar as tensões principais de um estado plano de tensões construir e analisar o círculo de Mohr Público RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro Aula Prática 2 Público ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U4ESTUDO DE TORÇÃO NO REGIME ELÁSTICO Aula A1TENSÕES NO REGIME ELÁSTICO OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática Aplicar os conceitos teóricos de torção no regime elástico utilizando um software de análise de resistência dos materiais SOLUÇÃO DIGITAL MDSolids O MDSolids é um software educativo para estudantes de Resistência de Materiais É constituído por um conjunto de módulos que compreendem os seguintes temas comportamento de pilares e vigas flexão torção esforço axial estruturas estaticamente indeterminadas treliças propriedades de secções e círculo de Mohr O software pode ser acessado em httpsstaticarchivesgitpagesmstedumdsolids PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES ProcedimentoAtividade nº 1 TORQUE E CISALHAMENTO EM UM TUBO Atividade proposta A Figura 1 apresenta as dimensões de um tubo sob esforço de um torque T Determine o torque aplicado sabendo que a tensão de cisalhamento é de 120MPa Realize os cálculos primeiramente à mão e utilize o software a fim de conferência dos resultados Figura 1 Torque aplicado à extremidade de um tubo Fonte Beer et al 2015 p 144 3 Público Procedimentos para a realização da atividade Para a realização desta atividade primeiramente devese abrir o software MDSolids Em seguida clicar no quadrado Torsion na aba MDSolids Modules conforme figura 2 Figura 2 Tela inicial do software MDSolids Fonte Elaborado pelo autor Para esta atividade a tela que abrir já será a que realizaremos os cálculos figura 3 Figura 3 Torção em barras vazadas 4 Público Fonte Elaborado pelo autor Nas colunas a direita ajuste as unidades selecione as opções que serão inseridos os valores e descreva as informações do enunciado conforme apresentado na figura 4 Figura 4 Apresentação dos dados e unidades ajustadas no programa 5 Público Fonte Elaborado pelo autor Em seguida acione o botão compute e obtenha os resultados conforme a figura 5 Figura 5 Apresentação dos resultados Fonte Elaborado pelo autor 6 Público Avaliando os resultados 1 Qual o valor obtido para o torque T 2 Os dados calculados foram os mesmos obtidos através do software Checklist Abrir o software MDSolids Acionar o botão Torsion na aba MDSolids Modules Ajustar as unidades na coluna da direita e preencher as informações do enunciado Acionar o botão compute para obter os resultados Avaliar os resultados RESULTADOS Resultados do experimento Ao final dessa aula prática você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento os cálculos realizados em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas e as referências bibliográficas ABNT quando houver O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb Resultados de Aprendizagem Como resultados dessa prática será possível analisar tensão de cisalhamento e o torque atiante em eixos circulares vazados NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U1INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS TENSÕES Aula A1TRELIÇAS 1 Cálculo de reação de uma viga biapoiada Resolução manual Resolução no Viga OnLine Estrutura lançada Resolução das reações de apoio Conclusão Os resultados finais das reações de apoio são iguais no entanto o valor calculado manualmente é dado em kN enquanto que o do software é dado em N Além disso o passo a passo da resolução foi diferente nos dois casos visto que as equações de equilíbrio utilizadas não seguiram o mesmo passo a passo 2 Análise das forças em estrutura treliçada submetida a um carregamento P Resolução manual Resolução no MDSolids Estrutura lançada Resultado Conclusão Os valores das reações de apoio assim como os esforços em cada barra foram semelhantes nas duas resoluções Entretanto o resultado do software é em N o resultado manual é em kN além do resultado do software apresentar mais casas decimais de resposta NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U2CONCEITOS DE TENSÃO E DEFORMAÇÃO Aula A3COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA DE UM ELEMENTO ESTRUTURAL Resolução manual Resolução MDSolids Conclusão A deformação da barra foi de 202mm para a direita Nos dois métodos de resolução o resultado foi semelhante apenas com diferença na quantidade de casa decimais e arredondamento dos valores NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U3ESTUDODASRELAÇÕESTENSÃODEFORMAÇÃO Aula A3ESTADOPLANODETENSÕES TENSÕES PRINCIPAIS PARA O ESTADO DE TENSÃO Resolução manual Resolução MDSolids Conclusão O resultado pelo dos métodos foi similar apenas com diferenças na quantidade de algarismos significativos e arredondamentos Ambos as resoluções apresentaram valores de tensões principais na ordem de σ p11360MPa σ p28640 MPa NOME DA DISCIPLINA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Unidade U4ESTUDO DE TORÇÃO NO REGIME ELÁSTICO Aula A1TENSÕES NO REGIME ELÁSTICO TORQUE E CISALHAMENTO EM UM TUBO Resolução manual Resolução MDSolids Conclusão Os torques obtidos nas duas resoluções foram similares mas com algumas diferenças Os valores encontrados são para a resolução manual de 408407 kNm enquanto que no MDSolid foi de 4064 kNm Essa diferença no resultado se deve ao arredondamento da relação entre os diâmetros ao entrar em este dado no software pois o mesmo foi arredondado