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O ENSAIO DE TENSÃO DE CISALHAMENTO

Por:   •  4/12/2021  •  Trabalho acadêmico  •  1.449 Palavras (6 Páginas)  •  97 Visualizações

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UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá-MG

Resistências dos materiais

[pic 1]

ENSAIO DE TENSÃO DE CISALHAMENTO

Professor: Felipe De Souza Eloy

Alunos: Agissander Da Silva – 2018016381

Diego Takeshi Kawaguchi – 2020029592

Ramon Gonçalves Azevedo - 2020031160


ENSAIO DE TENSÃO DE CISALHAMENTO

Relatório experimental submetido ao professor Felipe Eloy, como requisito parcial para aprovação na disciplina de Resistência dos materiais – EME 405P nos curso de graduação da Universidade Federal de Itajubá. 

Professor: Felipe De Souza Eloy

Alunos: Agissander Da Silva – 2018016381

Diego Takeshi Kawaguchi – 2020029592

Ramon Gonçalves Azevedo - 2020031160

  1. Justificativa:

Sendo que todas as estruturas estão submetidas a cargas e, portanto, são suscetíveis a falhas, os ensaios mecânicos são essenciais para analisar se as propriedades dos materiais garantem a segurança e durabilidade de projetos.

O ensaio de cisalhamento permite obter as tensões de um matéria prima, ou seja, o quanto de esforço o material suporta antes de romper, assim é possível dimensionar o projeto de forma que deformações não ocorram. Além disso, os dados obtidos podem ser utilizados para avaliar qual material é mais adequado para certos projetos, a fim de que não ocorram gastos desnecessários com o superdimensionamento.

  1. Objetivo:

O objetivo deste experimento visa obter a máxima tensão cisalhante, de 4 (quatro) materiais, sendo eles um corpo de prova de aço 1020, um corpo de prova de cobre, outro de latão, e mais outro ainda de alumínio, ou seja, esses corpos de prova serão testados para conhecer qual o seu limite de resistência ao cisalhamento antes de se romper

Sendo assim, conhecendo todas as propriedades que cada material tem, é possível determinar qual melhor se aplica para a substituição do parafuso de aço inox, este que é utilizado no projeto atual.

  1. Materiais e métodos:

  1. Materiais:
  • Máquina Universal de Testes:

Marca: EMIC

modelo: BL-3000

capacidade de carga máxima: 30 kN

Tabela 1 - Materiais para ensaio de cisalhamento:

Corpos de prova:

Diâmetro

Aço 1020

3,04mm

cobre

2,48mm

Latão

2,44mm

Alumínio

3,10mm

Fonte: próprio autor

  • Paquímetro:

Marca: DIGIMESS

Resolução: 0,02 mm

Capacidade: 150 mm

  • Programa computacional TESC:

Responsável pela entrada de comando para a máquina, por meio dele obtém-se os dados do ensaio (força deslocamento e tempo). Apresenta um gráfico que pode ter ou força ou tensão no eixo vertical (eixo y) e deslocamento ou deformação específica no eixo horizontal (eixo x).

  1. Métodos:

Foi realizado no laboratório de ensaios da UNIFEI o ensaio de cisalhamento de corpos de prova para fins de modificação no projeto atual do acoplamento rígido de flange.

Primeiramente, o diâmetro dos quatro corpos de prova (aço, cobre, alumínio, latão) foram aferidos, onde cada um, foi fornecido pelo LEN - Laboratório de ensaios destrutivos e não destrutivos, cada CP foi submetido a um ensaio individual.

O ensaio foi realizado de modo que o corpo de prova cilíndrico, era posicionado em um furo passante em um dispositivo tipo gaveta, em que nesse mecanismo havia muitos tipos de furos com diferentes tipos de diâmetro, o CP era introduzido no furo com o diâmetro mais próximo do seu. o dispositivo tipo gaveta era agarrado na parte superior e inferior pelas garras tipo cunha da máquina universal EMIC, ao ser acionada as placas do mecanismo tipo gaveta foram puxadas tracionando-as segundo a um travessão, onde este, subia verticalmente com uma velocidade de ensaio de 5 mm/min, a tração gerou um esforço no sistema, dispositivo-corpo de prova gerando cisalhamento simples na amostra.

Na tela do computador com auxiliado do programa TESC, apareceram os dados segundo cada ensaio realizado, com um gráfico força (kgf) x tempo (s), após a finalização de cada ensaio, o gráfico mostrou o comportamento da curva para cada material, para esta curva buscou-se a força máxima atingida pelo corpo de prova, pois se conhecida a força máxima e a área da seção transversal da amostra foi possível conhecer o seu cisalhamento, que é o que interessa realmente para fazer as comparação entre as amostras disponíveis para a possível substituição do parafuso.

o procedimento de cada ensaio foi descrito segundo as normas técnicas internacionais e nacionais. O comprimento da amostra neste experimento é irrelevante visto que a força será aplicada tangente a área da seção transversal, que nos interessa é somente o diâmetro da seção transversal.

  1. Resultados:

Força cisalhante em cada parafuso: 1700 N

Tabela 2 – Resultados dos cálculos

Material do corpo de prova

Diâmetro (mm)

Área m²

Força máxima (N)

Tenção de cisalhamento máxima (MPa)

Tensão de cisalhamento media (MPa)

Aço 1020

3,04

[pic 2]

3189,8

439,47

234,21

Cobre

2,48

[pic 3]

1193,6

247,10

351,93

Latão

2,44

[pic 4]

1516,7

324,36

363,56

Alumínio

3,10

[pic 5]

948,6

125,68

225,24

Fonte: Próprio autor

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