O CISALHAMENTO DEFINITIVO

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Ensaio De Cisalhamento

Disciplina: Materiais de Construção Mecânica II

Engenharia Mecânica – Turma 6ºA

Nomes:  Adolfo Carulice                                                        RGMs: 1521293-9

           Marcelo Ferrari                                                                 15345530

           Tâmara Alvarenga                                                                 15362833

Sumário

1.        HISTÓRICO        3

2.        NORMAS        5

2.1NORMA ASTM B 565-04        6

3.        CORPOS DE PROVA        7

4.        CÁLCULO DA FORÇA APLICADA NO CORPO DE PROVA O DURANTE O ENSAIO        8

5.        MÁQUINA UNIVERSAL DE ENSAIO        10

6.DISPOSITIVOS DO ENSAIO DE CISALHAMENTO        11

7.MATERIAIS DE ENSAIO        13

8.PROPRIEDADES MECÂNICAS QUE SE OBTEM NO ENSAIO        13

9.RESULTADOS DO ENSAIO        13

9.1EXEMPLO 1 - NUMÉRICO        13

9.1.1 RESULTADOS        14

9.2 EXEMPLO 2 – GRÁFICO        14

10.CORRELAÇÃO ENTRE ENSAIO DE CISALHAMENTO, TRAÇÃO E TORÇÃO        15

11.ONDE, QUANDO E RAZÃO DO ENSAIO        15

12.VALORES        16

12.1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS        17

12.2. CÉLULAS DE CARGA        17

12.3 DISPOSITIVOS        17

13.CONCLUSÃO        18

14.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        19

ENSAIO DE CISALHAMENTO

1. HISTÓRICO

Com a evolução do homem, obtenção de diversos materiais e os devidos processos de transformação destes materiais, iniciou-se a busca pelo criar, desde um simples objeto a uma máquina. Com isso, começaram a surgir os primeiros problemas com tais objetos, como por exemplo, a quebra dos mesmos, por serem frágeis ou por não terem a resistência mecânica adequada à sua finalidade.

Como exemplo histórico, podemos citar o naufrágio do TITANIC. Projetado como a embarcação perfeita, segura e inafundável, teve falhas da determinação de material.

Em meados de 2000, dois metalúrgicos, Tim Foecke, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, e, em seguida, Jennifer HooperMcCarty, da Universidade Johns Hopkins, também dos EUA, concentraram a atenção sobre a composição dos 3 milhões de rebites do Titanic.

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Figura 01 – Detalhes dos rebites no casco de um navio da época

Combinando análise física e histórica, eles descobriram que os rebites que fixavam as chapas de aço leve do casco do Titanic, não eram de composição uniforme ou de qualidade, e não tinham sido inseridos de maneira que ficassem igualmente espaçados uns dos outros.

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Figura 02 – Simulação de falha nos rebites do TITANIC.

Os rebites de qualidade inferior eram mais baratos, mas tinham uma maior concentração de impurezas, conhecidas como "escória". Esta maior concentração de escória significava que os rebites estariam particularmente vulneráveis às tensões de cisalhamento - justamente o tipo de impacto que foram submetidos naquela noite de abril de 1912.

Testes de laboratório demonstraram que nas cabeças destes rebites podem ter surgido pressões extremas, permitindo a soltura das placas de aço do casco, expondo suas câmaras internas ao ataque das águas.

Diante deste e de outros acontecimentos na história da evolução dos materiais, saber qual é o limite de resistência do material é suma importância, principalmentedentro de uma estamparia, trabalhando constantemente com o corte de chapas, uniões por solda, rebites ou parafusos, onde a força cortante é o principal esforço ao qual o material será submetido.

É por essa razão que o ensaio de cisalhamento é frequentemente feito em produtos acabados, tais como pinos, rebites, parafusos, cordões de solda, barras e chapas.

1. NORMAS

Este tipo de ensaio é normalizado nacionalmente pela ABNT(Associação Brasileira de Normas Técnicas) e internacionalmente pela ASTM (AmericanSociety for TestingandMaterials), ISO (InternationalOrganization for Standardization), JIS (Japanese Industrial Standards). Abaixo temos algumas normas para ensaiar o cisalhamento especifico para determinados materiais e produtos:

• NBR 11908 - tubos de ferro fundido centrifugado -ensaio de cisalhamento;

• NBR 8309 - alumínio e suas ligas - rebites, barras e arames para recalque a frio - determinação da resistência ao cisalhamento;

• NBR 5916 - junta de tela de aço Soldada para Armadura de concreto - ensaio de Resistências ao cisalhamento;

• NBR 7190:1997 - Projeto de estruturas de Madeira - Determinação da resistencia de cisalhamento paralelo ás fibras da madeira;

• ASTM - 565-04 - Standard TestMethodfor ShearTestingofAluminumandaluminum – AlloyRivetsandCold – HeadingWireandRods (Método de teste padrão para teste de cisalhamento de rebites de alumínio e liga de alumínio e arame e haste frio);

• JIS Z 3136 –Specimendimensionsandprocedure for sheartestingresistance spot andembossedprojectionweldedjoints (dimensões de modos e procedimento para projeto de resistência de ensaio de tesouras e projeção de juntas soldadas emboçadas);

• ISO - 14273 –Resistancewelding–destructivetestingofwelds–specimendimensionsand procedure for tensilesheartestingresistance spot andembossedprojectionwelds(Resistência de soldas – teste destrutivo de solda - dimensões de modelo e procedimento para teste de resistência ao cisalhamento e soluções de projeção soldas);

Para este trabalho, vamos abordar a norma ASTM - 565-04 responsável por regulamentar o teste de cisalhamento em rebites, barras e arames para recalque a frio.Esteensaio é realizado utilizando como corpo de prova o próprio rebite, isento de imperfeições, defeitos.

2.1NORMA ASTM B 565-04

ESCOPO

Pode ser aplicada em testes com dispositivos de lâmina dupla em rebites, pinos maciços de alumínio e arames de recalque a frio.

PROCEDIMENTO

Submeter rebites, pinos e arames de alumínio, em secção universal completa, a um esforço de cisalhamento em uma máquina universal dotada de um dispositivo duplo a fim de determinar a maior força necessária para fraturar o objeto ensaiado.