APS Eng Mecânica e Mecatrônica - ENSAIO DE FADIGA 2021-2 NOVO

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Atividades Práticas Supervisionadas 
 
 
MÁQUINA DE ENSAIO DE FADIGA POR FLEXÃO ROTATIVA. 
 
 
 
Engenharia Mecânica/Produção / Automação e Controle(Mecatrônica) 
 
 
 
Alunos matriculados no 5º, 6º, 7º e 8º semestres; 
 
 
 
Autor: 
Fabio Miranda 
 
Revisão: 
Heitor Rogerio 
 
 
Coordenação de área: 
 
João Ricardo Auada 
 
 
 
 
 
 
Campus Tatuapé 
2021 
 
(AGOSTO DE 2021)
 
 
1 – Objetivos 
 
O projeto consiste em desenvolver uma Máquina de Ensaio de Fadiga 
por Flexão Rotativa, que realize ensaios de fadiga, para entendimento da 
importância do limite de fadiga dos materiais. Utilizar os conhecimentos 
adquiridos no curso de engenharia mecânica e mecatrônica,segundo as regras 
pré-estabelecidas por este manual de Atividade Prática Supervisionada (APS). 
O ensaio de fadiga consiste em aplicar cargas ou deformações cíclicas 
(geralmente senoidais) em um componente ou corpo de prova padronizado, 
para se determinar a vida ou a resistência em fadiga. 
 
2 – Formação dos grupos 
 
Os grupos deverão ser formados por no mínimo 6 e no máximo 8 
integrantes, sem exceções. Um integrante de cada grupo ficará responsável 
pela postagem do trabalho no sistema da universidade. Não serão permitidos 
grupos com integrantes de outras salas. 
 
3 – Atribuições e Responsabilidades dos grupos 
 
 Coletar dados para desenvolvimento de novos projetos. 
 Elaborar e interpretar desenho técnico. 
 Realizar cálculos de dimensionamento. 
 Desenvolver projeto com recursos de Informática. 
 Identificar características físicas e mecânicas de materiais e 
equipamentos. 
 Aplicar ensaios mecânicos. 
 Selecionar materiais, máquinas e ferramentas. 
 Operar máquinas e equipamentos. 
 Utilizar instrumentos de medidas mecânicas e elétricas. 
 
 
4 – Competências Pessoais e Socioemocionais 
 
 Atuar em equipe. 
 Liderar equipe. 
 Interagir com pessoas. 
 Tomar decisões. 
 Socializar informações. 
 Buscar atualização constante. 
 
5 – Competências 
 
 Interpretar normas técnicas pertinentes. 
 Elaborar projeto utilizando metodologia de gestão de projetos. 
 Avaliar tipos e características de máquinas e equipamentos utilizados em 
laboratórios de ensaios mecânicos. 
 Identificar circuitos elétricos. 
 Analisar materiais, insumos e componentes. 
 Analisar os elementos que compõem os projetos mecânicos, identificando os 
materiais suas características e propriedades. 
 Analisar resultados das medições considerando as características dos 
instrumentos de medição utilizados. 
 Analisar o funcionamento e propor melhorias das máquinas e equipamentos 
mecânicos. 
 Elaborar, aplicar programas e desenvolver programação para variação de 
frequência; 
 Analisar dados e informações obtidas de pesquisas empíricas e bibliográficas. 
 Propor soluções parametrizadas por viabilidade técnica e econômica aos 
problemas identificados no âmbito da área profissional. 
 
6 – Habilidades 
 
 Aplicar as normas técnicas pertinentes. 
 Instalar circuitos elétricos instalação e comando. 
 Efetuar cálculos de dimensionamento. 
 Identificar as cargas e solicitações que atuam nos elementos, quantificando-os. 
 Especificar elementos que compõem o projeto. 
 Calcular erros dos instrumentos e processos de medição. 
 Consultar, manusear e interpretar catálogos e tabelas de fabricantes e/ ou 
fornecedores de máquinas, equipamentos e componentes. 
 Realizar cálculos de dimensionamento de componentes e mecanismos de 
máquinas e equipamentos. 
 Desenhar componentes e conjuntos que compõem um projeto. 
 Atuar na concepção de projetos. 
 Aplicar dados de custo-benefício na comercialização e na produção. 
 Aplicar as melhorias propostas no desempenho de máquinas e componentes. 
 Consultar Legislação, Normas e Regulamentos relativos ao projeto. 
 Registrar as etapas do trabalho e organizar os dados obtidos na forma de textos, 
planilhas, gráficos e esquemas. 
 
 
7 – Interdisciplinaridade das Bases Tecnológicas 
 
 Processos de Fabricação (Usinagem) 
 Ciências dos Materiais; 
 Projetos de Elementos de Máquinas 
 Resistência dos Materiais; 
 Eletro-eletrônica Industrial. 
 
8 – Normas deconstrução 
 
A construção MÁQUINA DE ENSAIO DE FADIGA POR FLEXÃO 
ROTATIVAdeve ser desenvolvida por meio da seleção do motor, eixos, rolamentos, 
sistema de aplicação de carga e os componentes estruturais, respeitando os 
requisitos pré-determinados no início do projeto, que são: 
 Rotação aplicada ao sistema. 
 Carga aplicada ao sistema. 
 Carga máxima suportada pelo sistema. 
 Número de ciclos. 
 
Um esquema da estrutura do MÁQUINA DE ENSAIO DE FADIGA POR FLEXÃO 
ROTATIVA é apresentado na FIG. 1. 
 
Figura 1: Desenho 3D da máquina de ensaio de fadiga a ser construída. 
Referência: (ALEY, S. F., et al,CONICSEMESP, 2016) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Esquema de uma máquina de ensaio de fadiga por flexãorotativa. 
 
 
Fonte: [Callister, 2016]. 
 
9 – Dimensões dos corpos de prova 
 
O corpo de prova deve ser usinado e ter bom acabamento superficial, conforme 
norma ASTM E466–15, para não prejudicar os resultados do ensaio. A forma e as 
dimensões do corpo de prova variam, e constituem especificações do fabricante do 
equipamento utilizado. O ambiente onde é feito o ensaio também é padronizado.Para 
uma mesma tensão, pode-se obter resultados de ensaio dispersos e que devem ser 
tratados estatisticamente. Mas, em geral, o ensaio é realizado em cerca de 10 corpos de 
prova, para cada um dos diversos níveis de tensão. O resultado é apresentado na forma 
de uma curva que relaciona a tensão pelo número de ciclos, ou também conhecida 
curva S-N. 
 
 
 
 
10 Referências 
 
 SHIGLEY, Joseph E., Projeto de Engenharia Mecânica / Joseph E. Shigley, 
CharlesR. Mischke, Richard G. Budynas; Tradução João Batista de Aguiar, José 
Manuel deAguiar, 7ª ed. Porto Alegre, Bookman, 2005. 
 CALLISTER JUNIOR, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma 
Introdução. 9ª ed. Rio de Janeiro, LTC, 2016., 
 American Society for Testing and Materials STM. E8/E8M-09: Test methods for 
testing of metallic materials.ASTM; 2009. 
 
11 Dimensões do Corpo de prova 
 
 
 
 
 
12 –Avaliação 
 
 - APS 1 – Primeiro Semestre: Detalhamento do Projeto 
 
A avaliação da APS 1, primeira etapa, consiste no projeto 
detalhado que deverá contemplar os seguintes itens: 
 
a) Relatório doprojeto; 
 
 Objetivos; 
 FundamentaçãoTeórica; 
 Materiais emétodos; 
 Anexos 
-Esquemas elétricos eeletrônicos; 
-Listagem de códigos deprogramação 
 Apêndices 
-Desenhos e Detalhamento do projeto 
-Memorial descritivo e de cálculo. 
-Custos de fabricação 
 ReferênciasBibliográficas 
 
IMPORTANTE: 
 A formatação do trabalho deve seguir as normas da ABNT. O guia de 
normalização para apresentação de trabalhos acadêmicos da Universidade está 
disponível em: 
<http://www.unip.br/servicos/biblioteca/download/manual_de_normalizacao_abnt.pdf> 
 
IMPORTANTE: 
 
 A formatação do trabalho deve seguir as normas da ABNT. O guia de 
normalização para apresentação de trabalhos acadêmicos da Universidade está 
disponível em:https://www.unip.br/servicos/biblioteca/guia.aspx 
 
6 – Conteúdo obrigatório em todo relatório apresentado 
 
Todos os relatórios deverão conter os seguintes itens: 
 
a) Capa com os nomes, RA e turma dos integrantes; 
b) Introdução; 
c) Justificativa; 
d) Conclusões;e 
e) Referências bibliográficas. 
 
 
 
 
 
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7 – Postagem do trabalho 
 
O trabalho escrito deverá ser postado em formato PDF (Portable 
Document Format) no sistema da universidade:trabalhosacademicos.unip.br 
 
O arquivo postado no sistema é de inteira responsabilidade do 
grupo. Portanto, casos de arquivos corrompidos e alunos não vinculados ao 
trabalho escrito serão reprovados na avaliação. 
 
8 – Datas importantes para APS– parte 2 (ANP) 
 
 Montagemdos grupos: de 24/09/2021 a 19/11/2021. 
 
 Postagem dos trabalhos pelos alunos: de 11/10/2021 a 19/11/2021. 
 
 Correção dos trabalhos pelo professor orientador, previamente cadastrado 
pelo coordenador: de 11/10/2021 a 02/12/2021. 
 
Observação: As datas descritas acima, podem sofrer alterações. Ficar 
atentos(as) no site da UNIP. 
 
A NÃO POSTAGEM DO TRABALHOS NO SISTEMA DE VOCÊS 
ESTARÃO AUTOMATICAMENTE REPROVADOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Professores Avaliadores 
 
 
 
Formulário de Avaliação ENSAIO DE FADIGA 
 
 
 
Integrantes 
 
 R.A Nome do Aluno Turma 
 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
 
Critérios de Avaliação 
 
 Observações pertinentes: 
 
 
 
 
 
Nota final 
 
 
ANP – ATIVIDADE NÃO PRESENCIAL 
 
A atividade prática supervisionada (APS), não presencial ( ANP) é um 
procedimento metodológicode ensino-aprendizagem (remota) desenvolvido por meio 
de um conjunto de etapasprogramadas e supervisionadas e que tem por objetivos: 
 
 Favorecer a aprendizagem e estimular a corresponsabilidade dos(as) alunos(as) 
pelo aprendizado eficiente eeficaz. 
 Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. 
 Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado. 
 Oferecer aprendizagem remota, via Teams, entre outros; . 
 Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas 
DiretrizesCurriculares Nacionais dos Cursos de Graduação. 
 Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemaspráticos 
relativos à profissão. 
 Direcionar os(as) alunos(as) estudantes de engenhariana busca do raciocínio 
crítico e a emancipaçãointelectual. 
 
Para atingir estes objetivos a APS, propomos um desafio a ser percorrido ao 
longo deste semestre.A participação de todos integrantes do grupo, nesta proposta de 
APS, é essencial para que adquiraM ascompetências e habilidades requeridas na sua 
atuação profissional e atender a demanda do mercado. 
 
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES 
 
Ao concluir as etapas 1ª, 2ª e 3ª propostas neste desafio, você terá 
desenvolvido as competênciase habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares 
Nacionais, descritas a seguir. 
 
 Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos via simulação e 
utilização de softwares CAD/CAE/CAM. 
 Planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e serviços de 
Engenharia. 
 Desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e técnicas de simulação. 
 Avaliar a viabilidade econômica de projetos de Engenharia. 
 
PARTICIPAÇÃO 
 
Para a elaboração desta APS, os(as) alunos(as) deverão previamente 
organizar-se emequipes e entregar seus nomes, RAs e realizar a postagem em 
trabalhos acadêmicos. As equipes, com os respectivos integrantes, deverão ser 
mantidas,desde o início do 1º semestre de 2021. 
 
PADRONIZAÇÃO CONFORME ABNT:NBR (RELATÓRIO TÉCNICO) 
 
O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com 
asnormas da ABNT, com o seguinte padrão: 
 
 em papel branco, formato A4; 
 com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; 
 fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; 
 espaçamento de 1,5 entre linhas; 
 
 se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, 
comum recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas; 
 com capa, contendo: 
 nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; 
 nome e RA de cada participante; 
 título da atividade; 
 nome do professor orientador e/ou professor designado para correção desta APS; 
 cidade e data da entrega, apresentação ou publicação. 
 
DESAFIO 
 
Com o mercado de trabalho ficando cada vez mais competitivo e exigente, 
torna-seimprescindível a utilização de recursos para o aperfeiçoamento profissional, 
para a melhoria dos processos de fabricação, garantira qualidade dos produtos e 
equipamentos construídos. Para que esta evolução aconteça, aindústria vem 
investindo, mais e mais, em máquinas e em softwares de simulação e 
desenvolvimento de produtos que possam suprir essa necessidade,Esses softwares e 
simuladores estão cada vez mais rápidos e seguros, exigindo de vários profissionais 
formados na área de engenharia, o seu conhecimento, uso e aplicação.Alguns desses 
equipamentos são as máquinas CNC, que são comandas porcomandos numéricos 
computadorizado, softwares CAD/CAM. Essas máquinas podem executar serviços 
que nãoseriam possíveis com máquinas convencionais ou processos manuais. Só 
que, para issoacontecer, é preciso que existam profissionais com conhecimentos 
técnicos a operar este tipo deequipamento e tecnologia.Com base na demanda do 
mercado de trabalho, esta APS busca desenvolver umaatividade para que os 
estudantes de engenharia possam começar a entender todas as etapas envolvidas 
nafabricação de peças e equipamentos utilizando todos esses recursos 
tecnológicos.Como desafio, a equipe deverá produzir: 
 
1ª ETAPA) a simulação de operação de usinagem no torno CNC para 
desenvolver a fabricação do corpo de prova para o ensaio de FADIGA POR FLEXÃO 
ROTATIVA. Pode-se utilizar os softwares de simulação e produção de componentes 
e peças, que são gratuitos para os alunos da UNIP, por recomendação, sendo: 
 Fusion 360(Autodesk) 
 Sinutrain Sinumerik(Siemens) 
 
 
Fonte Sinutrain Sinumerik (Siemens): https://youtu.be/DN2RiPkP1sM 
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2ªETAPA) Elaborar a simulação dos esforços no corpo de prova, FEA – 
Análise de elementos finitos, e obter o relatório Simulation Report - Part Static 
Study, com a classificação dos materiais (aço 1020, Aluminio 1060 e Latão 70/30) 
correto para análise, podendo ser uma análise simples, na forma estática, para 
conhecer os benefícios e as limitações conforme imagem abaixo: 
 Inventor (Autodesk) 
 AutoCAD 3D(Autodesk) 
 Fusion 360 (Autodesk) 
 Solid Egde (Siemens) 
 
 
 
3ªETAPA) Elaborar uma apresentação, em forma de vídeo / seminário 
(YouTube – tempo máximo de 15 minutos), com a participação de todos os 
integrantes da equipe. Imaginar que toda a equipe estáparticipando de uma 
concorrência para a contratação do serviços descrito nos passosanteriores. As 
demais equipes da sala serão as empresas concorrentes. Apresentar esteseminário 
com criatividade e profissionalismo, para conquistar a confiança do cliente, que,neste 
caso, será o professor designado para avaliação. Deverá ser postado na parte escrita 
do trabalho revisado, o link do video gravado na pagina do Youtube pelo 
representante da equipe. 
 
EXEMPLOS DE VÍDEO ELABORADOS PELOS ALUNOS DA UNIP 
 
 https://youtu.be/7WJBtzgfQKw 
 
 https://youtu.be/QxUMmFEcLPw 
 
 https://youtu.be/EIDnRECYvLk 
 
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Autodesk (https://www.autodesk.com.br/education) 
 
 
Siemens (https://solidedge.siemens.com/pt-br/solutions/users/students/), 
 
 
Pesquisar, nos sites indicados e em revistas da área: a importância dos 
sistemasCAD/CAM/CAE; como estes sistemas estão presentes nas indústrias e quais 
são as novastecnologias que estão chegando. 
 
Observação: Todos(as) alunos(as) conseguem obter a licença gratuita dos 
sofwares descritos acima, desde que façam o cadastramento com o e-mail 
institucional aluno.unip.br e comprovem que estão matriculados. Não recomendamos 
o uso de softwares “cracks” ou “piratas” por questões éticas e legais. 
 
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A pontuação está dividida segundo a tabela abaixo: 
 
ITEM NOTA 
Apresentação do equipamento 
Vídeo (YouTube) – 
Tempo mínimo – 10 minutos 
Tempo máximo – 15 minutos 
5,0 
Relatório de Simulação FEA – Elementos 
finitos – Análise dos esforços no corpo 
de prova 
1,5 
Codificação da simulação CNC – do 
corpo de prova para o ensaio 
2,0 
Revisão do Trabalho do 1º semestre e o 
acrescimo de informações e simulação 
1,5