Relatorio Resistencia dos Materiais

- Universidade Federal de Itajubá-

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CURSO DE ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS

Data da realização do Experimento: 02 de Outubro de 2014

Professora: Maris Stela Silveira

-Itajubá-

1. Introdução

A tensão de um determinado material de resistir à tração é de suma importância no desenvolvimento de peças e estruturas em geral. Tendo conhecimento da carga que será aplicada a estrutura e do módulo de elasticidade do material, pode-se determinar o dimensionamento correto para esta estrutura.

Neste ensaio, submete-se o corpo de prova de madeira a um esforço que irá provocar a ruptura do mesmo. Este ensaio é feito em uma máquina universal de ensaios que aplica esforços crescentes no corpo de prova, com as medidas de deformação sendo analisadas em um aparelho à parte. É importante destacar que o corpo de prova possui medidas padronizadas para comparações com o mesmo material e outros objetos.

• Tensão: No estudo de Resistência dos Materiais, refere-se à tensão mecânica, ou seja, à distribuição de forças por unidade de área em torno de um ponto dentro de um corpo material.
• Tensão de Cisalhamento: Também conhecida como tensão tangencial, é um tipo de tensão gerada por forças aplicadas em sentidos opostos, porém em direções semelhantes no material analisado.
• A fórmula para o cálculo da tensão é dada por:

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Sendo que,

τ = Tensão Cortante Média;

F = Força Cortante Total;

A = Área cortante: é a área projetada da superfície cortante;

• Em determinados casos existe a necessidade de identificar dois tipos diferentes de tensão: a tensão normal () e a tensão de cisalhamento (), suas respectivas fórmulas são bastante parecidas com a fórmula apresentada acima, o que é alterado é a força em questão.
• Fórmula da tensão normal:                                

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• Fórmula da tensão de cisalhamento:

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2. Materiais

Foram utilizados os seguintes materiais e máquinas para realizar o ensaio mecânico do teste de tração:

2.1 Corpo de prova:  pedaço de madeira cortado conforme a figura abaixo:

Figura 1: corpo de prova de madeira utilizado no experimento[pic 6]

Dimensões do Corpo de Prova:

Largura: 11.5 mm

Espessura: 5.8 mm

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Figura 2: corpo de prova após experimento

2.2 Máquina de ensaio universal

Marca: (EMIC); (DCAME)

Modelo: DL 3000

Capacidade máxima: de 30kN

Data da última calibração: 21/09/2004 (Rede brasileira de calibração)

Número do certificado: 571/04

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Figura 3: máquina utilizada para realização do experimento.

2.3 Paquímetro

Marca: Mitutoyo (Japão)

Menor Divisão: 0,02 mm

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Figura 4: paquímetro utilizado para medição do comprimento e diâmetro do corpo de prova.

        2.4. Software Computacional interface: VIRMAQ

1. Procedimento Experimental

Primeiramente mediram-se as dimensões do corpo de prova através de um paquímetro. Então foi realizada a marcação dos dois Pontos que delimitam L0 através de um punção, posteriormente medindo-se a distância útil, que serve como base para determinação do alongamento do corpo de prova.

        O Corpo de prova é então preso às garras do equipamento. A máquina é acionada, tracionando o corpo de prova com velocidade constante, causando o rompimento do material.[pic 10]

Figura 5: experimento sendo realizado

1. Resultados e Discussão

        A partir dos ensaios realizados com duas chapas de madeira, confeccionaram-se os seguintes gráficos:

• Madeira 1

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Figura 1: Gráfico obtido a partir do ensaio do primeiro corpo de prova

• Madeira 2

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Figura 2: Gráfico obtido a partir do ensaio do segundo corpo de prova

Através da análise do gráfico e das dimensões do corpo de prova é possível calcular diversas propriedades mecânicas da madeira. São elas:

• Tensão (σ);
• Tensão de ruptura (σrup);
• Deformação (ε);
• Deformação de ruptura (εrup);
• Tenacidade (UT)
• Módulo de elasticidade (E);
• Resiliência;

As dimensões das amostras de madeira foram medidas antes e depois do ensaio. Os dados estão inseridos na tabela abaixo.

	Madeira 1	Madeira 2
	Antes	Depois	Antes	Depois
Largura (mm)	11,5	11,5	12,22	12,22
Espessura (mm)	5,8	5,8	5,8	5,8
Comprimento (mm)	50	53	50	50
Área (mm2)	66,7	66,7	66,7	66,7

Tabela 1: Dados do corpo de prova utilizado comparando suas dimensões antes e depois do experimento.

É importante ressaltar que todas as dimensões anteriormente descritas foram medidas manualmente pelos alunos. Por isso considera-se a hipótese de erro e, portanto, resultados aproximados.