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ATIVIDADE PRÁTICA SÃO RAIMUNDO NONATO/PI 2024 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS SISTEMA DE ENSINO 100% ONLINE ENGENHARIA MECÂNICA BONIEK RODRIGUES DE SÁ São Raimundo Nonato/PI 2024 ATIVIDADE PRÁTICA RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro de Aula Prática apresentado a Universidade Unopar como requisito para obtenção de média para a disciplina de RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS. Tutor(a) à Distância: Alef Ferreira BONIEK RODRIGUES DE SÁ SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................................... 4 2.1 TAREFA 1 ........................................................................................................ 4 2.2 TAREFA 2 ........................................................................................................ 6 2.3 TAREFA 3 ...................................................................................................... 11 2.4 TAREFA 4 ...................................................................................................... 14 3 CONCLUSÃO .................................................................................................... 16 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 17 3 1 INTRODUÇÃO A compreensão do comportamento mecânico de diferentes materiais sob diferentes tipos de cargas é complicada pela resistência dos materiais, sendo ela uma disciplina importante na engenharia. Neste estudo, temos como objetivo investigar as propriedades de tração, torção e tendências em metais frequentemente usados na indústria, como aço carbono, titânio e alumínio, através de uma sequência de ensaios práticos do laboratório virtual Algetec. A decisão sobre esses materiais é crucial, pois suas propriedades específicas de resistência e nível são frequentemente utilizadas em diversas aplicações industriais. essencial entender como esses materiais se comportam em diversos cenários de carga para o projeto e a segurança partes das estruturas. Durante os exercícios, teremos informações claras sobre os pontos de ruptura dos metais, o que nos permitirá obter informações importantes sobre suas propriedades mecânicas. As conclusões são essenciais para o desenvolvimento de projetos de engenharia bem pensados, garantindo que os materiais escolhidos atendam aos critérios de desempenho e segurança necessários. 4 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 TAREFA 1 Material Aço Carbono ASMT A36 CP 01 CP 02 CP 03 carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação 13 84,5 828,6662 0 13 84,5 828,6662 0 12 78 764,9226 0 50 325 3187,178 0,01 50 325 3187,178 0,01 50 325 3187,1775 0,01 76 494 4844,51 0,02 82 533 5226,971 0,02 86 559 5481,9453 0,03 93 604,5 5928,15 0,03 94 611 5991,894 0,04 90 585 5736,9195 0,12 96 624 6119,381 0,35 110 715 7011,791 0,54 110 715 7011,7905 0,54 132 858 8414,149 0,9 137 890,5 8732,866 1,09 135 877,5 8605,37925 1,09 142 923 9051,584 1,45 143 929,5 9115,328 1,63 142 923 9051,5841 1,64 145 942,5 9242,815 2,01 145 942,5 9242,815 2,19 144 936 9179,0712 2,36 156 1014 9943,994 2,55 145 942,5 9242,815 2,74 145 942,5 9242,81475 2,93 145 942,5 9242,815 3,11 145 942,5 9242,815 3,28 143 929,5 9115,32765 3,46 144 936 9179,071 3,65 143 929,5 9115,328 3,84 140 910 8924,097 4,01 139 903,5 8860,353 4,19 140 910 8924,097 4,19 134 871 8541,6357 4,56 131 851,5 8350,405 4,75 132 858 8414,149 4,75 127 825,5 8095,43085 4,98 123 799,5 7840,457 5,12 116 754 7394,252 5,29 105 682,5 6693,07275 0 105 682,5 6693,073 0 107 695,5 6820,56 0 Material Alumino 2024 CP 01 CP 02 CP 03 carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deform ação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação 25 162,5 1593,589 0 26 169 1657,332 0 24 156 1529,8452 0 100 650 6374,355 0,1 100 650 6374,355 0,1 99 643,5 6310,61145 0,1 143 929,5 9115,328 0,21 121 786,5 7712,97 0,14 140 910 8924,097 0,14 151 981,5 9625,276 0,32 150 975 9561,533 0,2 147 955,5 9370,30185 0,2 167 1085,5 10645,17 0,98 154 1001 9816,507 0,32 160 1040 10198,968 0,32 178 1157 11346,35 1,64 172 1118 10963,89 0,99 164 1066 10453,9422 0,99 183 1189,5 11665,07 2,08 183 1189,5 11665,07 1,64 175 1137,5 11155,1213 1,64 189 1228,5 12047,53 2,96 188 1222 11983,79 2,29 180 1170 11473,839 2,29 192 1248 12238,76 3,61 194 1261 12366,25 2,96 183 1189,5 11665,0697 2,96 194 1261 12366,25 4,26 196 1274 12493,74 3,62 186 1209 11856,3003 3,62 191 1241,5 12175,02 4,93 199 1293,5 12684,97 4,27 186 1209 11856,3003 4,27 190 1235 12111,27 5,35 193 1254,5 12302,51 4,95 186 1209 11856,3003 4,95 5 180 1170 11473,84 5,8 189 1228,5 12047,53 5,59 185 1202,5 11792,5568 5,59 175 1137,5 11155,12 ROMP EU 178 1157 11346,35 ROMPEU 170 1105 10836,4035 ROMPEU Material Titanium CP 01 CP 02 CP 03 carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação 20 130 1274,871 0 20 130 1274,871 0 20 130 1274,871 0 90 585 5736,92 0,06 126 819 8031,687 0,1 90 585 5736,9195 0,06 173 1124,5 11027,63 0,14 195 1267,5 12429,99 0,16 175 1137,5 11155,1213 0,09 218 1417 13896,09 0,18 282 1833 17975,68 0,26 242 1573 15425,9391 0,21 267 1735,5 17019,53 0,24 310 2015 19760,5 0,32 300 1950 19123,065 0,28 295 1917,5 18804,35 0,28 325 2112,5 20716,65 0,51 325 2112,5 20716,6538 0,36 325 2112,5 20716,65 0,41 327 2125,5 20844,14 0,61 332 2158 21162,8586 0,62 350 2275 22310,24 1,02 328 2132 20907,88 0,82 333 2164,5 21226,6022 1,26 350 2275 22310,24 1,55 330 2145 21035,37 1,55 335 2177,5 21354,0893 2,25 350 2275 22310,24 2,25 330 2145 21035,37 2,25 336 2184 21417,8328 3,09 333 2164,5 21226,6 2,74 333 2164,5 21226,6 3,09 333 2164,5 21226,6022 4,28 330 2145 21035,37 3,05 330 2145 21035,37 4,05 325 2112,5 20716,6538 4,92 320 2080 20397,94 3,9 325 2112,5 20716,65 4,64 307 1995,5 19569,2699 5,42 315 2047,5 20079,22 4,1 315 2047,5 20079,22 5,1 290 1885 18485,6295 5,55 300 1950 19123,07 4,4 305 1982,5 19441,78 5,34 280 1820 17848,194 5,61 285 1852,5 18166,91 4,56 300 1950 19123,07 5,47 270 1755 17210,7585 ROMPEU 270 1755 17210,76 4,6 290 1885 18485,63 5,56 0 0 0 267 1735,5 17019,53 ROMPEU 267 1735,5 17019,53 ROMPEU 0 Material Alumínio 6061 CP 01 CP 02 CP 03 carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação carga (kgf/cm²) Força (kgf) Força (N) deformação 0 0 0 0 5 32,5 318,7178 0 5 32,5 318,71775 0 5 32,5 318,7178 0 20 130 1274,871 0,02 26,5 172,25 1689,20408 0,02 25 162,5 1593,589 0,02 43 279,5 2740,973 0,04 50 325 3187,1775 0,04 50 325 3187,178 0,04 72 468 4589,536 0,07 72 468 4589,5356 0,07 70 455 4462,049 0,06 95 617,5 6055,637 0,09 97 630,5 6183,12435 0,09 95 617,5 6055,637 0,09 100 650 6374,355 0,1 104 676 6629,3292 0,13 100 650 6374,355 0,13 110 715 7011,791 0,54 110 715 7011,7905 0,54 105 682,5 6693,073 0,35 115 747,5 7330,508 1,1 113 734,5 7203,02115 0,91 110 715 7011,791 0,72 115 747,5 7330,508 1,64 115 747,5 7330,50825 1,45 110 715 7011,791 1,1 115 747,5 7330,508 2,01 115 747,5 7330,50825 1,83 115 747,5 7330,508 1,45 114 741 7266,765 2,37 114 741 7266,7647 2,19 115 747,5 7330,508 1,82 105 682,5 6693,073 2,74 110 715 7011,7905 1,56 114 741 7266,765 2,01 95 617,56055,637 ROMPEU 95 617,5 6055,63725 ROMPEU 6 110 715 7011,791 2,36 105 682,5 6693,073 2,72 95 617,5 6055,637 ROMPEU 2.2 TAREFA 2 MATERIAL AÇO CARBONO CP 01 CP 02 CP 03 CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DERFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO 13 0 13 0 12 0 50 0,01 50 0,01 50 0,01 76 0,02 82 0,02 86 0,03 93 0,03 94 0,04 90 0,12 96 0,35 110 0,54 110 0,54 132 0,9 137 1,09 135 1,09 142 1,45 143 1,63 142 1,64 145 2,01 145 2,19 144 2,36 156 2,55 145 2,74 145 2,93 145 3,11 145 3,28 143 3,46 144 3,65 143 3,84 140 4,01 139 4,19 140 4,19 134 4,56 131 4,75 132 4,75 127 4,98 123 5,12 116 5,29 105 0 105 0 107 0 MATERIAL TITANIUM CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DERFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO 20 0 20 0 20 0 90 0,06 126 0,1 90 0,06 173 0,14 195 0,16 175 0,09 218 0,18 282 0,26 242 0,21 267 0,24 310 0,32 300 0,28 295 0,28 325 0,51 325 0,36 325 0,41 327 0,61 332 0,62 350 1,02 328 0,82 333 1,26 350 1,55 330 1,55 335 2,25 350 2,25 330 2,25 336 3,09 333 2,74 333 3,09 333 4,28 330 3,05 330 4,05 325 4,92 320 3,9 325 4,64 307 5,42 315 4,1 315 5,1 290 5,55 300 4,4 305 5,34 280 5,61 285 4,56 300 5,47 270 ROMPEU 7 270 4,6 290 5,56 267 ROMPEU 267 ROMPEU MATERIAL ALUMINIO CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DERFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO 24 0 25 0 26 0 99 0,1 100 0,1 100 0,1 140 0,21 143 0,21 121 0,14 147 0,32 151 0,32 150 0,2 160 0,76 167 0,98 154 0,32 164 0,98 178 1,64 172 0,99 175 1,63 183 2,08 183 1,64 180 2,28 189 2,96 188 2,29 183 2,73 192 3,61 194 2,96 186 3,36 194 4,26 196 3,62 186 4,04 191 4,93 199 4,27 186 4,69 190 5,35 193 4,95 185 5,33 180 5,8 189 5,59 170 ROMPEU 175 ROMPEU 178 ROMPEU MATERIAL ALUMINIO 6061 CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DERFORMAÇÃO CARGA (Kgf/cm2) DEFORMAÇÃO 0 0 5 0 5 0 5 0 20 0,02 26,5 0,02 25 0,02 43 0,04 50 0,04 50 0,04 72 0,07 72 0,07 70 0,06 95 0,09 97 0,09 95 0,09 100 0,1 104 0,13 100 0,13 110 0,54 110 0,54 105 0,35 115 1,1 113 0,91 110 0,72 115 1,64 115 1,45 110 1,1 115 2,01 115 1,83 115 1,45 114 2,37 114 2,19 115 1,82 105 2,74 110 1,56 114 2,01 95 ROMPEU 95 ROMPEU 110 2,36 105 2,72 95 ROMPEU 8 Gráficos 9 10 11 2.3 TAREFA 3 ENSAIO DE TORÇÃO CP 01 CP02 CP03 Ângulo (grau) Momento (N.m) Ângulo (grau) Momento (N.m) Ângulo (grau) Momento (N.m) 0,029 0,720 0,034 1,230 0,04 1,560 0,031 1,730 0,036 2,240 0,042 2,570 0,125 5,230 0,13 5,740 0,136 6,070 0,194 8,320 0,199 8,830 0,205 9,160 0,265 9,412 0,27 9,922 0,276 10,252 0,501 11,169 0,506 11,679 0,512 12,009 1,03 12,996 1,035 13,506 1,041 13,836 5,21 13,985 5,215 14,495 5,221 14,825 6,91 14,256 6,915 14,766 6,921 15,096 8,05 14,945 8,055 15,455 8,061 15,785 ENSAIO DE TORÇÃO CP 01 CP02 CP03 Deformação Cisalhante Tensão Cisalhante(Mpa) Deformação Cisalhante Tensão Cisalhante(Mpa) Deformação Cisalhante Tensão Cisalhante(Mpa) 0,00005 17,9 0,00009 18,3 0,00013 18,6 0,000033 41,05 0,000073 41,45 0,000003 41,75 0,000111 167,4 0,000151 167,8 0,000081 168,1 0,000151 194,7 0,000191 195,1 0,000121 195,4 0,000639 222,14 0,000679 222,54 0,000609 222,84 0,003073 238,97 0,003113 239,37 0,003043 239,67 0,00429 286,57 0,00433 286,97 0,00426 287,27 0,004899 300,36 0,004939 300,76 0,004869 301,06 0,005508 306,08 0,005548 306,48 0,005478 306,78 0,007333 312,79 0,007373 313,19 0,007303 313,49 0,00855 326,29 0,00859 326,69 0,00852 326,99 0,009767 330,16 0,009807 330,56 0,009737 330,86 0,011524 336,65 0,011564 337,05 0,011494 337,35 12 13 CP01 Modulo de elasticidade E = ( 0,000151-0,0033)/( 194,7-41,05) = 0,000020478 Mpa Limite de escoamento=222 Mpa Limite de resistência a torção = 336 Mpa CP02 Modulo de elasticidade E = ( 0,000191-0,009)/(195,1-18,3) = 0,000000768 Mpa Limite de escoamento 222 Mpa Limite de resistência a torção 337 Mpa CP03 Modulo de elasticidade E= ( 0,000121-0,000003)/(195,4-41,75) = 0,000000767662 Mpa Limite de escoamento 223 Mpa Limite de resistência a torção 337 Mpa 14 2.4 TAREFA 4 Avaliação dos Resultados ENSAIO DE COMPRESSÃO CP01-NYLON CP02-TEFLON CP03-POLIACETAL CARGA CARGA ALONGAMENTO CARGA CARGA ALONGAMENTO CARGA CARGA ALONGAMENTO Kgf/cm² Mpa mm Kgf/cm² Mpa mm Kgf/cm² Mpa mm 5 0,490335 4,91 5 0,490335 4,44 5 0,490335 4,95 10 0,98067 4,9 10 0,98067 4,81 10 0,98067 4,94 15 1,471005 4,87 15 1,471005 4,06 15 1,471005 4,91 20 1,96134 4,84 20 1,96134 3,56 20 1,96134 4,89 25 2,451675 4,79 25 2,451675 2,91 25 2,451675 4,87 30 2,94201 4,71 30 2,94201 2,26 30 2,94201 4,85 35 3,432345 4,65 35 3,432345 1,98 35 3,432345 4,76 40 3,92268 4,61 40 3,92268 0,5 40 3,92268 4,75 45 4,413015 4,53 45 4,413015 9,98 45 4,413015 4,71 50 4,90335 4,35 50 4,90335 9,1 50 4,90335 4,61 55 5,393685 4,31 55 5,393685 8,45 55 5,393685 4,56 60 5,88402 4,25 60 5,88402 8,98 60 5,88402 4,45 65 6,374355 4,21 65 6,374355 - 65 6,374355 4,35 70 6,86469 4,09 70 6,86469 - 70 6,86469 4,01 75 7,355025 3,97 75 7,355025 - 75 7,355025 3,86 80 7,84536 3,79 80 7,84536 - 80 7,84536 3,65 85 8,335695 3,41 85 8,335695 - 85 8,335695 3,04 90 8,82603 2,01 90 8,82603 - 90 8,82603 2,81 95 9,316365 0,12 95 9,316365 - 95 9,316365 2,2 100 9,8067 8,4 100 9,8067 - 100 9,8067 1,62 Gráficos “Tensão (MPa) x Deformação” dos materiais ensaiados 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 12 NYLON NYLON 15 MODULO DE ELASTICIDADE (GPA) TENSAÕ DE ESCOAMENTO (MPA) NYLON 0,7 85,00 TEFLON 0,49 39,00 POLIACETAL 0,95 9,80 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 TEFLON 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10 12 POLIACETAL 16 3 CONCLUSÃO Entendido, aqui está uma versão mais longa e dissertativa da conclusão: Conclusão: As realizações de tração, torção e melhorias nos ofereceram uma visão aprofundada das propriedades mecânicas dos metais em estudo, titânio, alumínio e aço carbono. À medida que avançamos no campo da Resistência de Materiais, fica cada vez mais claro que entender o comportamento desses materiais sob diversos cenários de carga é essencial para o sucesso de projetos de engenharia. O aço carbono é um material robusto e frequentemente utilizado em aplicações estruturais para contar com sua notável resistência à tração e características. experimentos revelaram que sua resistência à torção é relativamente menor. significa que quando projetamos componentes sujeitos a restrições de carga significativas, devemos avaliar cuidadosamente a seleção do material ou empregar estratégias de suporte de carga. uma alternativa atraente, que une alta resistência e leveza. É um material que tem viabilidade de em pregações crescentes em campos como biomédica e aeroespacial, onde o brilho entre peso e resistência é fundamental. Nossos ensaios demonstraram ainda mais seus detalhes, confirmando sua capacidade de suportar cargas. resistência e corrosão são vantagens imbatíveis em muitas aplicações. Porém, os estudos mostram que sua resistência à tração e evolução está, em comparação com outros materiais treinados, geralmente menor. não diminui seu valor, mas enfatiza a necessidade de projetos cuidadosos e análises estruturais detalhadas ao escolher o alumínio como material primário. 17 REFERÊNCIAS Beer, F. P., Johnston, E. R., “Resistência dos Materiais”, McGraw-Hill, 1996 FrazãoGuimarães, H. C., Ávila, J. A., “Resistência dos Materiais”, IME, 2001. Timoshenko, S.P., Gere, J. E., “Mecânica dos Sólidos”, LTC, 1994. Popov, E. P., “Mechanics of Materials”, Prentice Hall, 1997.