A Resistência dos Materiais

Relatório técnico: Ensaio de Torção

Nome: Sarah Aparecida Ribeiro RA: 2017011148

• Justificativa:

O ensaio de torção é amplamente empregado em produtos como eixos, parafusos, brocas, arames, entres outros. O esforço de torção, diferentemente dos outros, atua no sentido da rotação. Como exemplo, pode-se utilizar o eixo de transmissão dos caminhões e veículos, em geral. Uma ponta do eixo está ligada à roda e a outra está ligada ao motor. Esse esquema está expresso na Imagem 01. O motor transmite uma força de rotação a uma extremidade do eixo, e como essa força é maior que a resistência da roda, promove o movimento dela. Sendo assim, esse ensaio tem como intuito determinar o comportamento de um eixo de transmissão.

Imagem 01 – Modelo de Transmissão em um veículo

[pic 1]

• Objetivos:

Além de se demonstrar as propriedades mecânicas dos materiais, o ensaio tem como intuito avaliar, mais especificamente, o comportamento de um corpo de prova  de aço 1020 diante do esforço de torção. Com isso, objetiva-se determinar os valores no qual o material pode cisalhar, o maior torque suportado a determinada angulação e a angulação máxima.

• Materiais:

Os materiais e equipamentos utilizados estão especificados a seguir:

• Máquina mais simplificada, objetivando a facilidade da análise. Figura 01.
• Utilizou-se somente de um corpo de prova;

• O corpo de prova só tem uma fixação;
• Paquímetro;
• Corpo de prova cilíndrico de aço 1020;

Figura 01 – Esquema Simplificado da Máquina Utilizada[pic 2]

• Metodologia:

O experimento de tração foi realizado no Laboratório de Ensaios Destrutivos e Não Destrutivos da Universidade Federal de Itajubá – UNIFEI. Nele utilizou-se um corpo de prova de Aço 1020, com as seguintes especificações iniciais de diâmetro de 9,48 mm e com comprimento de 50 mm. Para a realização do experimento, colocou-se o corpo de prova em uma máquina mais simplificada que já foi exemplificada anteriormente. Tal mudança objetivou a facilidade de compreensão e aprendizagem. Sendo assim, o material é fixado em uma das extremidades enquanto a outra é acoplada em uma haste com um contrapeso de um lado e um balde de outro. Para determinar o deslocamento gerado pela força aplicada a partir do carregamento do balde, foi colocado um relógio comparador a uma distância de 200 mm do acoplamento.

• Resultados do ensaio:[pic 3]

• Resultados do exercício no roteiro:

No roteiro disponibilizado pela professora Miriam havia, inicialmente, um exercício, cujo objetivo consistia na determinação do módulo de elasticidade em cisalhamento do cobre e do alumínio AA63521. Também requisitava a magnitude  do maior torque  que poderia ser aplicado ao ponto C da Figura 02. Sendo assim, os cálculos necessários são realizados e estão anexos ao relatório por meio da Imagem 03.

Enunciado:

Um eixo representado na figura é formado por uma parte de cobre (segmento (1)) e uma parte em alumínio AA6351 (segmento (2)). O segmento (1) e maciço e tem diâmetro externo de 45mm e tensão de cisalhamento admissível de 62MPa. O segmento (2) é maciço e tem diâmetro externo de 35 mm e tensão de cisalhamento admissível de 85MPa. O ângulo máximo de rotação da extremidade superior deve ser limitado em φ ≤ 2°. Determine a magnitude do maior torque Tc que pode ser aplicado em C.

...