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lOMoARcPSD|29686190 lOMoARcPSD|29686190 lOMoARcPSD|29686190 lOMoARcPSD|29686190 lOMoARcPSD|29686190 lOMoARcPSD|29686190 Baixado por Adriano Satiro (adriansatiro@gmail.com) Baixado por Adriano Satiro (adriansatiro@gmail.com) ENGENHARIA MECÂNICA ADRIANO SATIRO DOS SANTOS RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS LIMEIRA-SP 2024 ATIVIDADE PRÁTICA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Trabalho apresentado à Universidade ANHANGUERA, como requisito parcial para a obtenção de média semestral nas disciplinas norteadoras do semestre letivo. Tutor (a): ALEF FERREIRA LIMEIRA-SP 2024 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO.................................................................. 6 2 DESENVOLVIMENTO....................................................... 7 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS..................................................................................16 4 REFERÊNCIAS....................................................................18 1 INTRODUÇÃO O ALGETEC Laboratórios Virtuais é uma ferramenta online que simula situações reais de laboratórios nas áreas de engenharia e saúde, verificando Hipótese, leis e teorias cientificas na prática e seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da ALGETEC 2-DESEMVOLVIMENTO EXPERIMENTO 1: ENSAIO DE TRAÇÃO 1. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais. Anote os valores obtidos no experimento e utilize as equações apresentadas no sumário teórico e a relação abaixo para calcular a força atuante sobre o corpo de prova. 1 kgf = 9.8067 N Ensaio de tração (Alumínio 6061) CP1 CP2 CP3 Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) 5,00 32,50 318,7178 6,0 39,00 382,4613 4,0 26,00 254,9742 15,00 97,50 956,1533 14,0 91,00 892,4097 11,0 71,50 701,1791 25,00 162,50 1593,5890 20,0 130,00 1274,8710 17,5 113,75 1115,5120 35,00 227,50 2231,0240 29,0 188,50 1848,5630 25,0 162,50 1593,5890 40,00 260,00 2549,7420 35,0 227,50 2231,0243 34,0 221,00 2167,2810 50,00 325,00 3187,1780 44,0 286,00 2804,7162 41,0 266,50 2613,4860 55,00 357,50 3505,8950 52,0 338,00 3314,6646 49,0 318,50 3123,4340 65,00 422,50 4143,3310 59,0 383,50 3760,8695 55,0 357,50 3505,8950 70,00 455,00 4462,0490 67,0 435,50 4270,8179 62,0 403,00 3952,1000 75,00 487,50 4780,7660 74,0 481,00 4717,0227 70,0 455,00 4462,0490 Tabela 1 – Força atuante nos corpos de prova Ensaio de tração (Aço Carbono ASTM A36) CP1 CP2 CP3 Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) 11,0 71,50 701,179050 11,0 71,50 701,17905 11,0 71,50 701,1791 22,5 146,25 1434,229875 22,0 143,00 1402,35810 24,0 156,00 1529,8450 35,0 227,50 2231,024250 33,0 214,50 2103,53720 36,0 234,00 2294,7680 47,5 308,75 3027,818625 45,0 292,50 2868,45980 49,0 318,50 3123,4340 59,0 383,50 3760,869450 56,0 364,00 3569,63880 61,0 396,50 3888,3570 67,0 435,50 4270,817850 62,5 3983,97190 67,5 438,75 4302,6900 72,0 468,00 4589,535600 70,0 455,00 4462,04850 75,0 487,50 4780,7660 80,0 520,00 5099,484000 75,0 487,50 4780,76630 81,0 526,50 5163,2280 84,0 546,00 5354,458200 80,0 520,00 5099,48400 85,0 552,50 5418,2020 85,0 552,50 5418,2020 84,0 546,00 5354,45820 91,0 591,50 5800,6630 Tabela 1 – Força atuante nos corpos de prova Ensaio de tração (Composto de Liga de Titânio) CP1 CP2 CP3 Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) 20,0 130,00 1274,87100 20,0 130,00 1274,871 18,0 117,00 1147,384 60,0 390,00 3824,61300 60,0 390,00 3824,61300 55,0 357,50 3505,895 94,0 611,00 5991,89370 92,5 601,25 5896,278 85,0 552,50 5418,202 132,5 861,25 8446,02038 130,0 845,00 8286,662 120,0 780,00 7649,226 157,5 1023,75 10039,60913 155,0 1007,50 9880,250 143,0 8 929,50 9115,328 180,0 1170,00 11473,83900 180,0 1170,00 11473,839 165,0 1072,50 10517,690 205,0 1332,50 13067,42775 202,5 1316,25 12908,069 196,0 1274,00 12493,740 237,0 1540,50 15107,22135 225,0 1462,50 14342,299 207,0 1345,50 13194,910 250,0 1625,00 15935,88750 250,0 1625,00 15935,88750 250,0 1625,00 15935,88750 280,0 1820,00 17848,19400 280,0 1820,00 17848,194 256,0 1664,00 16318,350 Tabela 1 – Força atuante nos corpos de prova Ensaio de tração (Alumínio 2024) CP1 CP2 CP3 Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) Carga kgf/cm² Força (kgf) Força (N) 25,0 162,50 1593,58875 25,0 162,50 1593,5888 24,0 156,00 1529,845 50,0 325,00 3187,17750 50,0 325,00 3187,1775 46,0 299,00 2932,203 75,0 487,50 4780,76625 75,0 487,50 4780,76625 70,0 455,00 4462,049 100,0 650,00 6374,35500 105,0 682,50 6693,0728 92,5 601,25 5896,278 120,0 780,00 7649,22600 125,0 812,50 7967,9438 110,0 715,00 7011,791 140,0 910,00 8924,09700 145,0 942,50 9242,8148 130,0 845,00 8286,662 145,0 942,50 9242,81475 150,0 975,00 9561,5325 134,0 871,00 8541,636 150,0 975,00 9561,53250 154,0 1001,00 9816,5067 136,0 884,00 8669,123 152,0 988,00 9689,01960 156,0 1014,00 9943,9938 136,0 884,00 8669,123 154,0 1001,00 9816,50670 158,0 1027,00 10071,4810 140,0 910,00 8924,097 Tabela 1 – Força atuante nos corpos de prova 2. Utilizando os dados das tabelas acima, calcule os valores de tensão e de deformação nos corpos de prova. Crie uma tabela semelhante à Tabela 2 para cada um dos materiais ensaiados e anote os valores calculados. Para auxiliá-lo nas conversões de unidade, lembre-se de que 1 N/mm² equivale a 1 MPa. ensaio de tração (Alumínio 6061) CP1 CP2 CP3 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 13,66714 0,000000000 15,25574 0,000000000 10,93371 0,0000000 41,00143 0,000547196 35,59672 0,000108401 30,06771 0,0002186 68,33571 0,000820793 50,85245 0,000325203 50,85245 0,000325203 95,66999 0,000957592 73,73606 0,000542005 68,33571 0,0007104 109,33710 0,001094391 88,99179 0,000704607 92,93657 0,0008197 136,67140 0,001367989 111,87540 0,000894309 112,07060 0,0010383 150,33860 0,001614227 132,21640 0,001138211 133,93800 0,0013115 177,67280 0,001751026 150,01470 0,001355014 150,33860 0,0014481 191,34000 0,001915185 170,35570 0,001463415 169,47260 0,0016393 205,00710 0,002188782 188,15410 0,001680217 191,34000 0,0018579 Tabela 2 – Tensão e deformação dos materiais Ensaio de tração (Aço carbono ASTM A36) CP1 CP2 CP3 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 30,61917249 0,000000000 0,00000000 0,000000000 30,067712 0,000000000 62,63012555 0,000192308 64,80397874 0,000193638 65,602281 0,000191781 97,42463974 0,000219780 97,20596811 0,000248963 98,403422 0,000273973 132,21915390 0,000357143 132,55359290 0,000331950 133,937990 0,000328767 133,937990 0,000328767 164,95558230 0,000497925 166,739130 0,000520548 186,49859610 0,000247253 184,10221230 0,000525588 184,506420 0,000547945 200,41640170 0,000439560 206,19447780 0,000636238 205,007130 0,000657534 222,68489080 0,000521978 220,92265480 0,000802213 221,407700 0,000794521 233,81913540 0,000576923 235,65083180 0,000857538 232,341410 0,000849315 244,95337990 0,000714286 247,43337340 0,001023513 248,741980 0,001041096 Tabela 2 – Tensão e deformação dos materiais Ensaio de tração (Composto de Liga de Titânio) CP1 CP2 CP3 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 54,66856775 0,000000000 54,66856775 0,00000000053,021437 0,000000000 164,00570330 0,001036835 164,00570330 0,001479452 162,009950 0,001160221 256,94226840 0,002073670 252,84212590 0,002219178 250,379010 0,002237569 362,17926140 0,002946794 355,34569040 0,003260274 353,476250 0,003314917 430,51497110 0,003601637 423,68140010 0,003808219 421,225860 0,003867403 492,01710980 0,004256480 492,01710980 0,004493151 486,029840 0,004419890 560,35281950 0,004856753 553,51924850 0,005150685 577,344540 0,004972376 647,82252790 0,005402456 615,02138720 0,005726027 609,746530 0,005524862 683,35709690 0,006002729 676,52352590 0,006273973 671,604870 0,006353591 765,35994850 0,007012278 765,35994850 0,007205479 754,082660 0,007182320 Tabela 2 – Tensão e deformação dos materiais E nsaio de tração (Alumínio 2024) CP1 CP2 CP3 Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação Tensão (Mpa) Deformação 68,33570969 0,000000000 65,87799711 0,000000000 70,69525 0,000000000 136,67141940 0,000819672 131,75599420 0,000816327 135,49923 0,000552486 205,00712910 0,001912568 205,53935100 0,001904762 206,19448 0,001657459 273,34283880 0,003005464 276,68758780 0,002993197 272,47127 0,002486188 328,01140650 0,003825137 329,38998550 0,003809524 324,01989 0,003591160 382,67997430 0,004918033 382,09238320 0,004897959 382,93260 0,004696133 396,34711620 0,006010929 395,26798260 0,005986395 394,71514 0,005524862 410,01425810 0,007103825 405,80846220 0,007074830 400,60641 0,006629834 415,48111490 0 0,007923497 411,07870190 0,007891156 406,49768 0,007734807 420,94797170 0,009016393 416,34894170 0,008979592 412,38896 0,008563536 Tabela 2 – Tensão e deformação dos materiais 3. Com esses dados, construa o gráfico “Tensão (MPa) x Deformação (mm/mm)” para cada material ensaiado. 4. Com base nos gráficos construídos, determine os valores do módulo de elasticidade, limite de escoamento e limite de resistência à tração para cada material ensaiado Alumínio 6061: Módulo de elasticidade ME = Tensão / Deformação no regime elástico CP3. ME = 270,6094Mpa / 0,0029508 = 91707,13027Mpa. Limite de escoamento = 284,2766Mpa. Limite de resistência a tração = 314,3443Mpa. Aço Carbono ASTM A36: Módulo de elasticidade ME = Tensão / Deformação no regime elástico CP3. ME = 25033,87Mpa. Limite de escoamento = 252,84213Mpa. Limite de resistência a tração = 399,08054Mpa. Composto de Liga de Titânio: Módulo de elasticidade ME = Tensão / Deformação no regime elástico CP3. ME = 89875,54Mpa. Limite de escoamento = 920,51106Mpa. Limite de resistência a tração = 935,23924Mpa. Alumínio 2024: Módulo de elasticidade ME = Tensão / Deformação no regime elástico CP3. ME = 81543,86Mpa. Limite de escoamento = 412,38896Mpa. Limite de resistência a tração = 530,21437Mpa EXPERIMENTO 2: ENSAIO DE COMPRESSÃO 1. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais. Anote os valores da carga e alongamento sofrido pelo corpo, para intervalos de 5kgf/cm². Note que a carga é dada pelo manômetro em kgf/cm² e a unidade requerida para a análise dos dados é MPa. Converta os valores obtidos no experimento utilizando a relação abaixo. 1kgf/cm² = 0.098067Mpa Ensaio de Compressão CP 01 - Nylon CP 02 - Teflon CP 03 - Poliacetal Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) 5 0,49 4,94 5 0,49 4,49 5 0,49 4,99 10 0,98 4,98 10 0,98 4,88 10 0,98 4,99 15 1,47 4,92 15 1,47 4,07 15 1,47 4,98 20 1,96 4,88 20 1,96 3,45 20 1,96 4,95 25 2,45 4,84 25 2,45 2,80 25 2,45 4,95 30 2,94 4,78 30 2,94 2,17 30 2,94 4,93 35 3,43 4,70 35 3,43 1,98 35 3,43 4,88 40 3,92 4,62 40 3,92 0,31 40 3,92 4,86 45 4,41 4,53 45 4,41 9,73 45 4,41 9,73 50 4,90 4,33 50 4,90 9,09 50 4,90 4,77 Tabela 1 – Dados obtidos no experimento 2. Utilizando os dados das tabelas criadas, construa o gráfico “Tensão (MPa) x Deformação” para o material ensaiado. 3. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais. Anote os valores da carga e alongamento sofrido pelo corpo, para intervalos de 5kgf/cm². Note que a carga é dada pelo manômetro em kgf/cm² e a unidade requerida para a análise dos dados é MPa. Converta os valores obtidos no experimento utilizando a relação abaixo. 1kgf/cm² = 0.098067Mpa Ensaio de Compressão CP 01 - Nylon CP 02 - Teflon CP 03 - Poliacetal Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) Carga (kgf/cm²) Carga (MPa) Alongamento (mm) 5 0,49 4,94 5 0,49 4,49 5 0,49 4,99 10 0,98 4,98 10 0,98 4,88 10 0,98 4,99 15 1,47 4,92 15 1,47 4,07 15 1,47 4,98 20 1,96 4,88 20 1,96 3,45 20 1,96 4,95 25 2,45 4,84 25 2,45 2,80 25 2,45 4,95 30 2,94 4,78 30 2,94 2,17 30 2,94 4,93 35 3,43 4,70 35 3,43 1,98 35 3,43 4,88 40 3,92 4,62 40 3,92 0,31 40 3,92 4,86 45 4,41 4,53 45 4,41 9,73 45 4,41 9,73 50 4,90 4,33 50 4,90 9,09 50 4,90 4,77 Tabela 1 – Dados obtidos no experimento 4. Utilizando os dados das tabelas criadas, construa o gráfico “Tensão (MPa) x Deformação” para o material ensaiado. 5. Com base nos gráficos construídos, realize os cálculos do módulo de elasticidade e tensão de compressão para os materiais ensaiados. A Módulo de Elasticidade (GPa) Tensão de Escoamento (Mpa) Nylon 1927,53 83,00 Teflon 1626,26 38,00 Teflon 7657,42 146,00 Tabela 2 – Propriedades dos materiais EXPERIMENTO 3: ENSAIO DE TORÇÃO 1. Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo para cada um dos materiais. Anote os valores do momento para cada variação de ângulo apresentada pelos corpos de prova. Ensaio de torção – LATÃO CP 01 LATÃO CP 02 FERRO FUNDIDO CP 03 AÇO CARBONO Ângulo (°) Momento (Nm) Ângulo (°) Momento (Nm) Ângulo (°) Momento (Nm) 0,033 0,752 0,033 0,463 0,000 2,196 0,033 1,735 0,034 1,205 0,034 2,490 0,133 7,105 0,134 8,051 0,167 5,299 0,200 8,265 0,200 10,644 0,500 5,465 0,500 9,431 0,300 12,135 1,000 5,469 1,000 10,146 0,400 12,905 3,000 9,098 5,001 12,169 0,500 13,337 5,001 10,786 7,000 12,755 1,017 15,206 9,002 12,706 Tabela 1 – Dados obtidos no experimento 2. Utilizando os dados das tabelas acima e as equações apresentadas no sumário teórico, calcule os valores de tensão e de deformação cisalhantes nos corpos de prova. Crie uma tabela semelhante à Tabela 2 para cada um dos materiais ensaiados e anote os valores calculados. Ensaio de torção – LATÃO CP 01 LATÃO CP 02 FERRO FUNDIDO CP 03 AÇO CARBONO Deformação cisalhante ( )ɣ Tensão cisalhante (MPa) Deformação cisalhante ( )ɣ Tensão cisalhante (MPa) Deformação cisalhante ( )ɣ Tensão cisalhante (MPa) 0,000020 17,70 0,000020 10,90 0,000000 51,68 0,000020 40,85 0,000021 28,36 0,000021 58,60 0,000081 167,20 0,000082 189,47 0,000102 124,70 0,000122 194,50 0,000122 250,49 0,000304 128,61 0,000304 221,94 0,000183 285,57 0,000609 132,94 0,000609 238,77 0,000243 303,69 0,001826 214,10 0,003043 286,37 0,000304 313,86 0,003043 253,83 0,004260 300,16 0,000619 357,84 0,005478 299,01 0,004869 305,88 0,001218 727,38 0,009161 335,03 0,005478 312,59 0,001826 460,83 0,011575 351,80 0,007303 329,09 0,002435 483,75 0,015217 370,72 0,008520 329,96 0,003043 500,31 0,017058 377,52 0,009737 335,42 0,003652 510,50 0,018271 382,95 0,011494 341,84 0,003774 511,84 0,020655 389,71 Tabela 2 – Deformação e tensão cisalhantes calculadas 3. Utilizando os dados das tabelas acima, construa o gráfico “Tensão (MPa) x Deformação ( )” para cada material ensaiado TENSÃO X DEFORMAÇÃO 400 200 Série1 0 0 0,005 0 , 01 0,015 CP1 LATÃO CISALHANTE TENSÃO X DEFORMAÇÃO 800 600400 200 Série1 0 0 0,0010,0020,0030,004 CP2 FERRO FUNDIDO TENSÃO X DEFORMAÇÃO 500 400 300 200 100 0 Série1 00,0050,010,0150,020,025 CP3 AÇO CARBONO CISALHANTE CISALHANTE 4. Com base nos gráficos construídos, determine os valores do módulo de elasticidade, limite de escoamento e o limite de resistência à torção de cada material ensaiado. Módulo de Elasticidade (Gpa) Limite de Escoamento Limite de Resistência Corpos de Prova 221,94 55,95 111,35 LATÃO 303,693 236,49 256,237 FERRO FUNDIDO 128,615 20,32 26,38 AÇO CARBONO 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS Através do Laboratório Virtual pude operar a máquina de Ensaio de Tração, aplicar tensões de tração a diferentes corpos de prova e de materiais diferentes, com objetivo de estudar a resistência destes materiais a este tipo de carga aplicada. Utilizando uma bomba hidráulica manual, foi adicionado pressão de tração sobre a amostra, e um manômetro analógico demonstrou os valores de pressão aplicados. Nesse experimento pude coletar os dados de diâmetro de cada peça, e da tensão de ruptura. Com os dados obtidos foi possível caracterizar os tipos de material quanto à Carga Útil, também chamada de Carga de Ruptura. Já no experimento (dois), Ensaio de Compressão. foi aplicado tensões pelo sistema de medição composto por um manômetro e um relógio comparador que fez a leitura dos valores de pressão e deformação em cada momento durante os testes, a diferentes corpos de prova, feitos de diferentes materiais. Com os dados obtidos, e com os cálculos devidos, foi construído um gráfico da carga versus a deformação específica, e a partir do gráfico foi calculado o módulo de elasticidade de cada material. Durante o experimento (três), aconteceu a operação da máquina de ensaio de torção. aplicando torques a diferentes corpos de prova, feitos de diferentes materiais, com o intuito de causar tensões de torção. Por meio do sistema de medição foi realizado a leitura dos valores de ângulo de torção e de torque aplicado a cada momento durante o experimento. Com os dados obtidos, e com os cálculos devidos, foi possível construir um gráfico da tensão versus a deformação de cisalhamento, e a partir do gráfico calcular o módulo de elasticidade transversal. 4 REFERÊNCIAS MASUELA, F. B. Resistência dos Materiais. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A. 2017. · Virtual lab. Roteiro. Virtual lab., 2024. Disponível em: https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/100/62cd77d899e40.html. Acesso em: 22 de jul. 2024. · Virtuaslab. Roteiro. Virtuaslab, 2024. Disponível em: https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/100/img_conteudo/roteiro/pdf/roteiro.pdf?mo do= embed. Acesso em: 22 de jul. 2024. · Virtuaslab. Roteiro. Virtuaslab, 2024. Disponível em: https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/101/img_conteudo/roteiro/pdf/roteiro.pdf?mo do= embed. Acesso em: 22 de jul. 2022. · Virtuaslab. Roteiro. Virtuaslab, 2024. Disponível em: https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/103/img_conteudo/roteiro/pdf/roteiro.pdf?mo do= embed. Acesso em: 22 de jul. 2024. Baixado por Adriano Satiro (adriansatiro@gmail.com) image1.png image2.jpg image3.jpg image4.jpg image5.jpg image6.png image7.jpg image8.jpg image9.jpeg image10.jpeg image11.jpeg image12.jpeg image13.png image14.jpeg image15.jpeg image16.png image17.jpg image18.png image19.png image20.jpg image21.jpg image22.jpg image23.jpg image24.jpeg image25.jpeg image26.jpeg image27.jpeg image28.jpg image29.png image30.png image31.png image32.png image33.png image34.png image35.png image36.png image37.png image38.png image39.png image40.png image41.png image42.png image43.png image44.png image45.png image46.png image47.png image48.png image49.png image50.png image51.png image52.png image53.png image54.png image55.png image56.png image57.png image58.png image59.png image60.png image61.png image62.png image63.png image64.png image65.png image66.png image67.png