Memorial de Cálculo Ponte de Macarrão

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Instituto Federal  

Campus Trindade - GO

  

  

  

  

  

  

  

  

RELATÓRIO SOBRE A PONTE DE MACARRÃO DO

TIPO ESPAGUETE  

  

  

  

  

  

                 Pedro Augusto Pereira da Silva  

Luiz Felipe Gonçalves de Andrade  

Matheus Santos Baía

                 Gabriel Cardoso

  

  

 

Trindade, 2022 

SUMÁRIO  

   

1. INTRODUÇÃO .................................................................................................3. 2. DESENVOLVIMENTO .....................................................................................3.

2.1. Objetivos Gerais ....................................................................................... 3. 2.2. Objetivos Específicos ............................................................................... 3. 2.3. Atividades Desenvolvidas......................................................................... 4. 2.4. Metodologia .............................................................................................. 4.

3. Dimensionamento de Sowftares  ........................................................6. 4. Resultados e Discussões ......................................................................7. 5. Conclusões..................................................................................................8. 6. Anexos ..........................................................................................................9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trindade, 2022 

1. Introdução

Este trabalho tem como objetivo trabalhar em conjunto com várias disciplinas através da construção de uma ponte de macarrão de modo a testar seus esforços, a fim de preparar nós alunos para futuros projetos.

Neste relatório serão apresentadas todas as etapas de elaboração e execução do projeto de construção da ponte de macarrão, proposto pelo professor Matheus Morato, responsável pela disciplina Teoria Estrutura. Dessa forma, serão detalhadas todas as nossas discussões acerca do que é, para nós, o melhor modelo para a realização do ensaio proposto, além de descreveremos os materiais utilizados, a metodologia adotada, o desenvolvimento de cálculos que apontem a carga de possível suporte da ponte e, por fim, nossas conclusões e resultados no fim de todo o trabalho.  

 

2.         DESENVOLVIMENTO  

 

2.1. Objetivos Gerais  

  

Projetar e construir uma ponte utilizando macarrão como material principal e que sustente minimamente a carga calculada de 50 Kg.  

 

2.2. Objetivos Específicos  

 

Expor todos os passos adotados pelos componentes do grupo, desde o início do processo e durante seu desenvolvimento. Ademais, vale ressaltar as discussões quanto à forma, quais materiais disponíveis no regulamento eram mais adequados e relatar quais foram os softwares recorridos para a evolução do exercício proposto.  

 

2.3.         Atividades Desenvolvidas  

 

Primeiramente, foi necessário que nós membros do grupo nós reunisse para analise da ponte que iriamos fazer, para realização dela nas próximas semanas, dessa forma tivemos um momento de pesquisa e estudo individuais para que conseguimos estar preparados para as decisões que a gente ia ter que tomar a partir de determinado momento.  

Ao nos reunirmos, fomos capazes de expor nossos conhecimentos e entrar em um acordo sobre qual pensávamos ser o modelo de ponte mais adequado no momento e quais materiais seriam importantes manter e quais poderíamos descartar. Um dos maiores desafios que enfrentamos nesse processo foi acerca do material utilizado, o macarrão, que por ser muito frágil, é de difícil manuseio, então precisou-se pensar na melhor maneira de utilizá-lo, mas sem comprometêlo.  

Além disso, tivemos todas as análises dos cálculos que foi uma grande dificuldade do nosso grupo, pois teríamos que usar softwares que não conhecíamos, para poder obter esses cálculos para realização da ponte. Com isso tivemos grande dedicação de parte do grupo, afim de poder aprender a usar o aplicativo para realização da ponte.

Depois de dias de estudos e realização, conseguimos seguir para a parte final da Ponte.

 

2.4.         Metodologia  

  

Dentre as muitas opções de pontes, para esse projeto optou-se pelo tipo de ponte de treliça, A escolha por esta forma construtiva justifica-se pelo fato deste modelo apresentar, em situações ideais, ausência de esforços cortantes e momentos fletores.  

Os parâmetros iniciais de projeto, respeitando os limites impostos pela competição, foram considerados da seguinte maneira: distância entre apoios de 1,10 metros e a altura máxima de 45 centímetros.  

Dados do espaguete que são encontrados na regulamentação da própria competição:  

• Quantia média de fios de espaguete no pacote: 500 unidades;  
• Peso médio de cada fio: 1g;  
• Diâmetro médio: 1,8 mm;  
• Área da seção transversal: 2,545 x 10-2 cm²;  
• Momento de inércia da seção: 5,153 x 10-5 cm4;  
• Comprimento médio de cada fio: 25,4 cm;  
• Módulo de elasticidade longitudinal: 36000 kgf/cm²;  
• Carga de ruptura por tração: 4,267 kgf;  

 

Após todas as análises físicas e matemáticas, iniciou-se o processo de montagem e os métodos utilizados para a concretização do trabalho foram:  

• Com o auxílio de ferramentas como: lápis, borracha, régua e folha de cartolina, será realizado um esboço da ponte – Um desenho feito em um plano a fim de demonstrar as dimensões da ponte em tamanho real, e assim, facilitar a sua construção posteriormente.  

 

• Verificar a integridade dos fios de macarrão que vêm no pacote, garantindo que o material disponível esteja em condições adequadas para ser aplicado na estrutura, e se necessário, trocá-lo.  

 

• Para a realização dos cortes do macarrão, é necessário muito cuidado, precisão e técnica, caso contrário o material será danificado. Por isso, o jeito eficaz que encontramos foi separar todo o macarrão em grupos de 5 fios. Depois disso, realizar marcações onde devem ser segmentados e por fim, com o uso de uma faca de cozinha, apoiá-los em uma superfície plana que possibilite que a ruptura do objeto seja rigorosa.  

 

• Como dito anteriormente, cada parte da estrutura da ponte é formada por uma quantidade específica de fios, calculada na plataforma FTOOL. Dessa forma, para a construção das vigas, juntou-se o total de cada seção especifica e os uniu usando algumas partes do fio dental. Por fim, utilizamos um pouco de cola quente nas extremidades dessas junções de macarrões, para que fosse garantido a estabilização dos fios nas vigas construídas.  

 

• Finalizando a parte de junção dos fios e estando com todas as barras prontas, pôde-se iniciar a montagem. Começamos pelas vigas de maior peso e quantidade de fios e finalizamos pelas vigas mais leves e menores.  

 

• Montamos cada lado da ponte por vez e logo após estarem secos, juntamos todas as partes, dando origem à ponte completa e pronta para os ensaios propostos.  

 

• Em relação as colas, utilizaremos cola quente para fazer o acabamento final e cola branca para contribuir que os espaguetes fiquem juntos devido ambas terem uma relação peso/resistência favorável. Além disso, utilizaremos massa adesiva epóxi nas junções para favorecer a emenda dos macarrões, para que assim a estrutura da ponte fique ao mesmo tempo maleável e também resistente.  

 

 

 

3. Dimensionamentos em software  

Definido o modelo, sua composição foi inserida no software FTOOL contemplando as dimensões pré-estabelecidas. Aplicou-se na simulação uma carga de -500 N no centro da ponte para verificar com o propósito de determinar os esforços atuantes em cada um dos componentes e equipará-los às especificações de tração e compressão dos fios apresentados pelos organizadores da competição.