Relatório - Resistência dos Materiais

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FACULDADE PITÁGORAS/FAMA
ENGENHARIA CIVIL B 
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AULA PRÁTICA: FLEXÃO DE BARRAS METÁLICAS DE SEÇÃO UNIFORME
Orientador: Msc: Roemir
SÃO LUIS – MA
2014
BRAULIO BASTOS BATISTA
CARLOS EDUARDO BOAES
CIRO DE ARÁUJO S. NETO
JHONNYLSON COSTA
JOÃO NIVALDO NETO
KELVIN LOIOLA F. DE AGUIAR
MARCOS ANDRÉ
ROSALVO SANTOS REIS
AULA PRÁTICA: FLEXÃO DE BARRAS METÁLICAS DE SEÇÃO UNIFORME
Orientador: Msc: Roemir
Relatório de aula prática, realizada em grupo no laboratório de física, apresentado a disciplina de Resistência dos Materiais I, para obtenção de nota parcial do II do 5° período do curso de engenharia civil da faculdade Pitágoras.
	
SÃO LUIS – MA
2014
SUMÁRIO
1 – INTRODUÇÃO--------------------- -------------------------------------------------------- 4
2 – OBJETIVOS --------------------------------------------------------------------------------- 6
3 – MATERIAIS UTILIZADOS ----------------------------------------------------------------7
4- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAL------------------------------------------------- 8
5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES ----------------------------------------------------- 9
6 – CONCLUSÃO------------------------------------------------------------------------------ 10
7 – BIBLIOGRAFIA --------------------------------------------------------------------------- 11
1 – INTRODUÇÃO
Nos séculos passados a construção de objetos se resumia ao lado artesanal, não havia preocupação com a qualidade do produto. A avaliação se resumia ao uso. Por exemplo, não nos sentiríamos bem se a chave que mandamos fazer quebrou na primeira volta na fechadura ou se a jarra de vidro refratário que a propaganda diz que pode ir do fogão a freezer trincasse ao ser enchida com água fervente. Não nos contentamos com produtos que apresentes estes defeitos. No entanto essa era a única forma de avaliarmos o objeto, a análise da qualidade era baseada no comportamento depois de pronto.
Os acessos às novas matérias-primas e o desenvolvimento de novos métodos de fabricação obrigaram a criação de métodos padronizados de produção. Entende-se que o controle de qualidade precisa começar da matériaprima e deve ocorrer durante todo o processo de produção, incluindo a inspeção e os ensaios finais dos produtos acabados. Nesse contexto fica fácil de entender a importância dos ensaios mecânicos, por eles verificamos se a qualidade e as propriedades faz jus a sua aplicação.
A determinação das propriedades mecânica ocorre através dos ensaios, divido em destrutivo e não destrutivo. Os destrutivos são quando promovem a ruptura, melhor dizendo quando inutiliza o corpo-de-prova, exemplo: Tração, impacto, dureza, flexão, torção, fadiga, compressão. Os nãos destrutivos, não prejudica a utilização após o ensaio, exemplos: Raios-x, ultrassom, magnaflux.
O estudo da Resistência dos materiais está baseado no entendimento de alguns conceitos básicos e no uso de modelos simplificados. Este procedimento torna possível o desenvolvimento de todas as fórmulas necessárias, de uma maneira lógica e racional, e mostra claramente as condições em que podem ser aplicadas, com segurança, na análise e no projeto de estruturas reais de engenharia e em componentes mecânicos. 
 Os diagramas são freqüentemente usados, para determinar forças externas e internas. O uso de figuras que mostram claramente as grandezas que aparecem nas equações e suas relações também ajudam os estudantes a entender a superposição de carregamentos e as resultantes tensões e deformações.
A escolha do ensaio adequado vai depender de quais propriedades se deseja medir, dos esforços que esse material vai sofrer e qual a finalidade do material. 
Através do ensaio de flexão pode-se determinar em cada estágio de carregamento podem ser medidas algumas grandezas tais como: deformações absolutas e específicas no concreto e armadura, flechas e rotações. Observando-se o ensaio desde o início da aplicação da carga até a ruptura da viga, pode-se identificar fases bem definidas no comportamento da viga. Essas fases foram denominadas “estádios”. 
O estádio I corresponde ao início do ensaio quando os momentos de flexão não são muito elevados. Neste estádio a tensão de tração na parte inferior da viga é inferior à resistência à tração do concreto e a resistência à compressão do concreto está longe de ser atingida. Com o aumento do carregamento, o concreto esgota a sua resistência à tração e a primeira fissura aparece final do estádio I. No estádio II a resistência à tração do concreto já foi esgotada e as armaduras longitudinais na parte inferior da viga passam a resistir às tensões de tração. Apesar da peça já estar fissurada, tanto o aço tracionado quanto o concreto comprimido estarão na fase elástica. Esse comportamento elástico é o que se prevê para as vigas fletidas nos estados limites de serviço. No último estádio, o estádio III, surgem fissuras na parte superior da viga. Quando há aproveitamento máximo da capacidade resistente dos dois materiais, a ruptura da peça ao atingir o estado limite de ruptura deve ocorrer com o esmagamento do concreto à compressão e o escoamento do aço à tração. Dimensionar uma peça à flexão no ELU (estado limite último) significa estabelecer um limite adequado de segurança para que a peça não atinja esse estádio. 
2– OBJETIVOS
Investigar a relação desta variável em função de outras duas: o peso adicionado à sua extremidade e o comprimento da parte flexionada da mesma (vão livre).
3 – MATERIAIS UTILIZADOS
Painel de múltiplas funções com mesa sustentadora deslizante;
Tripé universal;
Medidor de deslocamento com divisão de 0,01 mm;
Suporte do medidor;
Suportes móveis;
Estribos deslizantes para acoplamento;
Ganchos longos para acoplamento de cargas;
Cargas;
Barras de diferentes matérias;
Paquímetro;
Trena milimétrica.
4- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1 - Barras:
Tirar as dimensões das barras, comprimento, espessura e largura.
4.2 - Medidor de deslocamento:
Zerar o medidor de deslocamento e acoplar no conjunto matzenbacher para Módulo de Young.
4.3 Acoplar a barra no conjunto para Módulo de Young que apresenta uma distancia de 40 cm, colocar o medidor de deslocamento no centro da barra que estará na horizontal, em seguida utilizar o gancho com os pesos de 25g, 50g e 100g. Obter a flexão de cada material olhando no medidor de deslocamento, com os dados obtidos calcular a rigidez de cada material sabendo que: 
E= ¼.(L/b)³(1/a).Fy/λ
5 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
		Qual é a rigidez do material? Seu fator de ruptura? Qual a flexão suportável? Qual melhor material para ser utilizado em vigas?
		Sobre as barras podemos fazer a seguinte tabela que define largura, espessura e comprimento:
	Barras
	Comprimento (L)
	Largura (a)
	Espessura (b)
	Cobre-
	0,4 m
	0,01 m
	0,003 m
	Alumínio -
	0,4 m
	0,01 m
	0,003 m
	Latão -
	0,4 m
	0,01 m
	0,003 m
		Levando-se em consideração a gravidade de 10m/s² e que as barras possuem as mesmas medidas, em relação à flexão podemos fazer a seguinte tabela:
	Barras
	Peso (N)
	Flexão (λ-Nm 10^-6)
	Cobre-
	0,25 – 0,50 – 0,75
	45 -105 -170
	Alumínio -
	0,25 – 0,50 – 0,75
	55 – 55 – 55
	Latão -
	0,25 – 0,50 – 0,75
	25 – 60 – 105
		Com estas informações podemos obter a resistência dos materiais através do Módulo de Young [E= ¼.(L/b)³(1/a).Fy/ λ] para os respectivos pesos 0,25 N; 0,50 N e 0, 75 N. Informados na tabela abaixo:
	Barras
	E p/ 0,25N
	E p/ 0,50N
	E p/ 0,75N
	Cobre-
	3,2921x10^14
	2,8218 x10^14
	2,6143 x10^14
	Alumínio -
	2,6936 x10^14
	5,3872 x10^14
	8,0808 x10^14
	Latão -
	5,9259 x10^14
	4,9382 x10^14
	4,2328 x10^14
6 - CONCLUSÃO 
Sobre esta aula prática, percebeu-se que não se pode analisar a flexão variandoao mesmo tempo o comprimento do vão livre e a massa. Para tal análise, fixamos um parâmetro por vez. Com qualquer comprimento fixo, verificamos que quanto maior é a força peso aplicada na extremidade da barra, maior sua flexão e fixando qualquer força peso, verificamos que quanto menor o comprimento do vão livre, menor é a flexão.
Poderíamos ainda variar outros parâmetros da barra como sua espessura, sua largura, seu formato, o material que a compõe, etc. Certamente a variação desses parâmetros causaria variação na flexão, porém, a análise desses fatores é muito particular de cada situação ficando então esses valores, suprimidos dentro da constante K da expressão geral da flexão. A partir da análise da situação de K, o que podemos observar é que na verdade a expressão geral da flexão depende de muito mais parâmetros do que analisamos. Mas, conseguimos obter um resultado satisfatório, pois todos os valores de K estavam fixos á todo momento, o que é requisito quando se trata de obter uma expressão com “n” variáveis.
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GARCIA, A.; SPIM, J. A.; DOS SANTOS, C. A. Ensaios de Materiais. Ed. LTC, Rio de Janeiro, 2000.
BEER, F. P. & JOHNSTON, E. R., (1982), Resistência dos Materiais, Ed McGraw-Hill, São Paulo. PP 8-14.
HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fundamentos de Física, 6ª Edição, Livros Técnicos e Científicos Editora S/A, v.1: Mecânica, 2002, Rio de Janeiro – RJ. 
Disponível em: http://fisica.ufpr.br/viana/fisicab/aulas,2009/aula_9.pdf.Acesso em 20/11/2014 as 14 hs.
Diponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABML8AF/relatorio-van-graaf-fisica-iii.Acesso em 20/11/2014 as 14:25hs.