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Ensaio de cisalhamento 
Nome: Osvaldo Kobayashi Junior Matrícula:2019003726 Turma: T11 
Nome: Kalebe Henrique dos Santos Barbosa Matrícula: 2019006853 Turma: T11 
Nome: Pedro Vilas Boas Matrícula: 2019011880 Turma: T11 
Resultados obtidos a partir dos dados experimentais: 
1)Análise da tensão de cisalhamento máxima a partir de uma força de cisalhamento de 
1700 N: 
Parafuso de aço 3,04 mm de diâmetro: 
 = 312,2849 Mpa 
Parafuso de aço 12 mm de diâmetro: 
 = 20,04175 
2) Diâmetro dos parafusos utilizados no experimento em laboratório: 
Diâmetro parafuso de aço 12 mm de diâmetro: 
Ø = 12 mm 
Diâmetro do parafuso de aço 3,04 mm de diâmetro: 
Ø = 3,04mm 
Diâmetro do parafuso de alumínio 
Ø = 3,10 mm 
Diâmetro do parafuso de cobre: 
Ø = 2,48 mm 
Diâmetro do parafuso de latão: 
Ø = 2,44 mm 
 
3) Diâmetros adequados dos parafusos para suportar a força de 1700 N: 
Diâmetro parafuso de aço: 
Ø = 2,219302 mm 
Diâmetro parafuso de alumínio: 
Ø = 4,149967 mm 
Diâmetro parafuso de cobre: 
Ø = 2,959693 mm 
 
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Diâmetro parafuso de latão: 
Ø = 2,583238 mm 
4) Preço dos materiais: 
Tipo Preço 
Diâmetro 
em 
polegadas 
Comprimento 
da barra(cm) Diâmetro(mm) 
Diâmetro 
para força 
de 1700 N 
Valor 
unitário 
força de 
1700N 
Parafuso de aço R$ 44,79 7/8 85 22,225 2,219302 R$ 4,47 
Parafuso de 
alumínio 
R$ 17,30 
 3/8 99 9,52 
4,149967 R$ 7,54 
Parafuso de cobre R$ 110,00 3/8 50 9,52 2,959693 R$ 34,20 
Parafuso de latão R$ 84,00 3/8 50 9,52 2,583238 R$ 22,79 
 
Observação: 
Para fazer essa análise, consideramos tarugos e vergalhões, mesmo não sendo o objetivo de 
análise do experimento. Isso ocorreu por não encontrarmos parafusos que fossem condizentes 
com nossa análise. Para que obtivéssemos o resultado, consideramos todas as barras como tendo 
o mesmo comprimento, ou seja, multiplicamos tanto seu comprimento como o seu preço por um 
valor x que tornasse todas as peças uniformes com um mesmo comprimento de 1 m. 
Posteriormente, utilizamos uma proporção para determinar o Preço( Valor unitário) para a peça 
de diâmetro solicitada no experimento(1700 N). Por fim, vale ressaltar que os preços ficaram 
desproporcionais ao real preço de um parafuso, porém são o suficiente para nossa análise. 
Questões 
Questão 1. Qual seria uma justificativa técnica convincente para que o supervisor autorize 
a execução do ensaio? 
Como há várias reclamações de usuários sobre falhas destes parafusos em operação, é necessário 
encontrar uma solução para corrigir essas falhas. Desta forma, o ensaio é essencial para o estudo 
do latão, cobre e alumínio como possíveis substitutos do aço inox, podendo ser mais eficazes para 
essa aplicação. Além disso o custo de produção pode ser reduzido afinal uma barra 3/8 por 1 metro 
de aço custa por volta de R$ 34,97, e barras iguais de alumínio, cobre e latão custam em média, 
respectivamente, R$ 17,30, R$ 90,50 e R$ 69,00. 
Questão 2. Descreve suscintamente o ensaio mecânico de modo que um técnico do 
laboratório seja capaz de reproduzi-lo. 
2.1) Metodologia: 
2.1.1) Materiais utilizados: 
Foram utilizados quatro parafusos com as seguintes especificações: 
-Pino de aço de formato cilíndrico com 3,04 mm de diâmetro; 
-Pino de alumínio de formato cilíndrico com 3,1 mm de diâmetro; 
-Pino de cobre de formato cilíndrico com 2,48 mm de diâmetro; 
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-Pino de latão de forma cilíndrico com 2,44 mm de diâmetro; 
2.1.2) Equipamentos: 
-Maquina Universal de ensaios com capacidade de 30kN, marca EMIC. 
2.1.3) Procedimentos: 
Antes de iniciar o ensaio é fixado na máquina um dispositivo entre as garras do tipo ‘cone’. 
Posteriormente, os corpos de prova são colocados entre essas duas partes móveis citadas 
anteriormente. A partir disso, se aplica uma tensão crescente seja de tração ou compressão, que 
continuará até o rompimento do corpo de prova utilizado, dessa forma finalizando o experimento. 
 
Questão 3. Plote as curvas de tensão em função dos dados do ensaio e obtenha a tenção 
cisalhante máxima de ruptura de cada material. 
1)Gráfico 1: Tensão de cisalhamento máximo do aço: 
 
 
Tensão cisalhante máxima de ruptura do aço: 585,9567 Mpa; 
 
2)Gráfico 2: Tensão de cisalhamento máxima do alumínio: 
 
Tensão cisalhante máxima de ruptura do alumínio: 167,5749 Mpa; 
 
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3)Gráfico 3: Tensão de cisalhamento máxima do cobre: 
 
Tensão cisalhante máxima de ruptura do cobre: 329,4615 Mpa; 
 
4)Gráfico 4: Tensão de cisalhamento do latão: 
 
 
Tensão de cisalhamento máxima de ruptura do latão: 432,4832 Mpa; 
 
Questão 4. O que pode-se concluir sobre o aspecto da fratura dos materiais ensaiados? 
Ordene os materiais por nível de ductilidade. Explique o porquê da escolha e justifique 
por meio do aspecto da seção transversal, indicando o corte inicial e o corte instantâneo. 
Os resultados estão coerentes com os da literatura? 
É possível concluir que o alumínio e o cobre sofrem uma maior deformação antes de fraturar, 
diferente do latão e aço que são mais frágeis. Desta forma podemos ordená-los por nível de 
ductilidade, sendo aço, latão, cobre e alumínio, do menos para o mais dúctil. Isto pode ser 
observado pela secção transversal após o ensaio. 
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Imagem 1: Aço inox. Imagem 2: Latão. 
 
 
 
 
 
 
 
Imagem 3: Cobre. Imagem 4: Alumínio. 
 
 
 
 
 
 
A região brilhosa com forma de uma lua crescente indica o corte inicial, sendo a fratura dúctil, 
logo quando maior essa área, mais dúctil é o material. A região opaca e oval, por sua vez, indica 
o corte instantâneo, e quanto maior esta área, mais frágil o material. Por fim, pode-se afirmar 
que tais resultados e análises são coerentes com a literatura usada como base. 
 
Questão 5. Algum material é viável na substituição do parafuso de aço? Ademais, o 
projeto é economicamente benéfico? Justifique. 
Sim, aço carbono, pois ao fazermos uma análise geral, baseadas nas questões, percebemos que de 
todos materiais utilizados no experimento o de aço foi único que aguentou força superior 
(exemplificado com gráficos logo abaixo) a 1700N sem romper, ou seja, ele seria o material mais 
indicado, pois seria capaz de suportar a força exigida para projeto de parafusos. Sim, pois, dentre 
todos os matérias utilizados no experimento o aço tem o melhor custo/benefício, dessa forma, o 
aço possui uma maior resistência ao cisalhamento e um baixo preço. 
 
 
 
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Gráficos das forças: 
 
Força máxima suportada: 3160,2 N 
 
Força máxima suportada: 948,60 N 
 
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Força máxima suportada: 1198,6 N 
 
Força máxima suportada: 1516,7 N 
Questão 6. Qual a conclusão obtida e a tua solução/ alternativa proposta como futuro 
engenheiro neste de flange? Que mesmo possuindo uma tensão 
máxima de cisalhamento, ele consegue suportar uma maior força aplicada, entretanto, o mal 
dimensionamento do parafuso no projeto de montagem do flange, ou a imperícia na escolha do 
material adequado para aplicação causou falhas no acoplamento. Desta forma, como uma solução 
alternativa para um possível projeto, seria analisar antes da montagem a máxima intensidade de 
torque que os apertos do parafuso aguentam e também a pressão máxima que será aplicada 
utilizando de um torquímetro, durante a instalação. 
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