ATPS ELEMENTOS DE MAQUINAS

ETAPA 1

PASSO I

Definir quais serão os dados que a equipe irá utilizar para calcular todo o projeto do guindaste. Somar os últimos algarismos dos RA´s dos integrantes do grupo e identificar os dados na tabela abaixo:

1- 6000 lbf 6- 6500 lbf

2- 3000 lbf 7- 3500 lbf

3- 2500 lbf 8- 2750 lbf

4- 4500 lbf 9- 8500 lbf

5- 5200 lbf 0- 7200 lbf

= usar final 0 carga = 7200 lbf

PASSO II

Fazer uma pesquisa dos tópicos abaixo, de modo a entender quais as possíveis falhas que podem ocorrer dentro de um projeto mecânico:

Deformação Elástica. 5. Fadiga.

Escoamento. 6. Corrosão.

Endentação. 7. Desgaste.

Fratura Frágil. 8. Flambagem.

1. DEFORMAÇÃO

Para se prevenir falhas por Deformação Elástica é realizado o teste de tração.Em um ensaio de tração, um corpo de prova ou provete é submetido a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até à ruptura. Geralmente, o ensaio é realizado num corpo de prova de formas e dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos. Este é fixado numa máquina de ensaios que aplica esforços crescentes na sua direção axial, sendo medidas as deformações correspondentes. Os esforços ou cargas são mensurados na própria máquina, e, normalmente, o ensaio ocorre até a ruptura do material.

Exemplo prático Material; Régua, Elástico.

Figura: Deformação Elástica

2. ESCOAMENTO

Limite de escoamento, também chamado de tensão de cedência ou tensão de limite elástico, ou tensão de escoamento, é a tensão máxima que o material suporta ainda no regime elástico de deformação, se houver algum acréscimo de tensão o material não segue mais a lei de HOOKE, e começa a sofrer deformação plástica deformação definitiva. Onde k é o módulo de elasticidade ou Módulo de Young.

3. ENDENTAÇÃO

A dureza de um material é uma propriedade difícil de definir, que tem diversos significados dependendo da experiência da pessoa envolvida. Em geral, dureza implica em resistência à deformação e, para os metais, esta propriedade é uma medida de sua resistência à deformação plástica, ou permanente. Para alguém preocupado com os mecanismos de teste de materiais, dureza significa geralmente a resistência à endentação, e para o engenheiro de projeto, ela frequentemente significa uma quantidade fácil de ser medida e especificada, que indica algo a respeito da resistência e do grau de tratamento térmico de um material metálico.

Existem três tipos de gerais de medida de dureza, dependendo da maneira pela qual o ensaio é conduzido:

(a) dureza ao risca mento;

(b) dureza à endentação e,

(c) dureza dinâmica ou por rebote.

Somente a dureza por endentação, nos materiais metálicos, tem interesse significativo para a engenharia.

4. FRATURA FRÁGIL E FRATURA DÚCTIL

Todos os materiais se rompem quando submetidos a um carregamento no qual a tensão seja maior que aquela da sua resistência mecânica.O comportamento ao longo desse processo pode classificar os materiais em dois grandes grupos: há os que fraturam sem ‘ceder’ e os que ‘cedem’ nitidamente antes de se fraturar. Ao primeiro grupo denominamos materiais frágeis (que apresentam fratura frágil) e, ao segundo, materiais dúcteis.

Exemplo material frágil: Vidro

Exemplo de material dúctil: Cobre (a ductilidade está associada à capacidade que um material apresenta, de ser transformado em fios).

Uma boa maneira para se observar a diferença no comportamento entre os materiais é submetendo-os a um ensaio de tração. Fazendo-se um gráfico da força em função do deslocamento, é possível caracterizar um material entre os dois grupos. Material frágil rompe-se com pequeno deslocamento e mostram maior resistência mecânica.

A maioria dos materiais metálicos, ao ser submetido a uma tensão crescente, se comporta dentro do grupo dos que ‘cedem’ antes de romper. Porém, certas ligas, especialmente quando tratadas termicamente, são muito resistentes, porém, frágeis. Com tratamentos térmicos adequados essa situação pode ser revertida em diferentes graus! Os resultados poderiam ser vistos como linhas intermediárias e os materiais combinariam as melhores propriedades ‘entre os dois mundos’.

Figura: Frágil e Dúctil

5. FADIGA

Fadiga mecânica é a degradação das propriedades mecânicas levando à falha do material ou de um componente sob carregamento cíclico.

No geral, fadiga é um problema que afeta qualquer componente estrutural ou parte que move. Exemplos: automóveis nas ruas, aviões (principalmente nas asas) no ar, navios em alto mar, constantemente em choque com as ondas, reatores nucleares etc... (perceba então a importância do fenômeno de fadiga). Pode-se afirmar que 90% das falhas em serviço de componentes metálicos que experimentam movimento de um jeito ou de outro é devido à fadiga. Frequentemente, a superfície de fratura por fadiga irá mostrar algumas características macroscópicas de fácil identificação