ATPS Elementos De Maquinas

Passo 1: Definição dos dados que 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:

Soma: 4+8+3+6+9=30 (final 0)

Valor da carga 7200 Lbf

Passo 2: Possíveis falhas que podem ocorrer dentro de um projeto mecânico:

2.1 DEFORMAÇÃO ELÁSTICA

O grau ao qual uma estrutura se deforma ou se esforça depende da magnitude da tensão imposta. Para a maioria dos metais que são submetidos a uma tensão de tração em níveis baixos, são proporcionais entre si:

 

Esta relação é conhecida por lei de Hooke, e a constante de proporcionalidade E (GPa ou psi) é o módulo de elasticidade, ou módulo de Young.

O processo de deformação no qual a tensão e a deformação são proporcionais entre si é chamada de deformação-elástica, com o gráfico de x resultando em uma reta, conforme mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Lei de Hooke

Porém a lei de Hooke não é válida para todos os valores de deformação, ela é uma aproximação quando a tensão é relativamente baixa. Também, a deformação elástica não é permanente o que significa que quando a carga aplicada é liberada, a peça retorna a sua forma original.

Em uma escala atômica, a deformação elástica macroscópica é manifestada como pequenas alterações no espaçamento interatômico e na extensão das ligações interatômicas. Como consequência, a magnitude do módulo de elasticidade representa uma medida da resistência à separação de átomos adjacentes, isto é, as forças de ligação interatômicas.

Quadro 2 - Módulos de elasticidade, de cisalhamento e coeficiente de Poisson para algumas ligas metálicas.

2.2 ESCOAMENTO

Para a maioria dos materiais metálicos, o regime elástico persiste até deformações de aproximadamente 0,005. A medida que o material é deformado além desse ponto, a tensão não é mais proporcional à deformação, ocorrendo então uma deformação permanente não recuperável, ou, deformação plástica. (A lei de Hooke não é mais válida).

A Figura 2 mostra os gráficos de tensão x deformação típicos para alguns tipos de aço. Percebe-se que a baixas tensões existe uma região linear, que aos poucos entra em uma região não-linear, a chamada região de deformação plástica.

Figura 2 - Gráfico tensão x deformação para deformação plástica.

A partir de uma perspectiva atômica, a deformação plástica corresponde à quebra de ligações com os átomos vizinhos originais e em seguida formação de novas ligações com novos átomos vizinhos, uma vez que um grande número de átomos ou moléculas se move em relação uns aos outros; com a remoção da tensão, eles não retornam ás suas posições originais. O mecanismo dessa deformação é diferente para materiais cristalinos amorfos. No caso de sólidos cristalinos, a deformação ocorre mediante um processo chamado de escorregamento, que envolve o movimento de discordâncias,

2.3 INDENTAÇÃO

É a marca feita pelo penetrador do durômetro na peça que está sendo realizado o ensaio de dureza.

2.4 FRATURA FRÁGIL

Fratura frágil ocorre pela propagação rápida de trincas, acompanhada de pouca ou nenhuma deformação. Nos materiais cristalinos ocorre em determinados planos cristalinos chamados planos de clivagem ou ao longo dos contornos de grão.

2.5 FADIGA

É o efeito observado em estruturas com estado de tensões bem abaixo da tensão de ruptura quando se pode desenvolver um acúmulo do dano com cargas cíclicas continuadas conduzindo a uma falha do componente ou estrutura.

Todos dos materiais são anisotrópicos e não homogêneos. Metais de engenharia são compostos por agregados de pequenos grãos de cristal. Dentro de cada grão a estrutura também é anisotrópica devido aos planos do cristal e se a fronteira do grão é fechada, a orientação destes planos muda. Estas não homogeneidades existem não somente pela estrutura de grãos, mas também por causa de inclusões de outros materiais. Como resultado da não homogeneidade tem-se uma distribuição de tensões não uniforme. Regiões da microestrutura onde os níveis de tensão são altos normalmente são os pontos onde o dano de fatiga se inicia.

Para metais dúcteis de engenharia, grãos de cristal que possuem uma orientação desfavorável relativa ao carregamento aplicado desenvolvem primeiro 'slip bands' (são regiões onde há intensa deformação devido ao movimento entre os planos do cristal.

Materiais com alguma limitação de ductibilidade como são os metais de alta resistência, o dano microestrutural é menos