Análise de modelos de rede

LIMEIRA

2014

1. Introdução

Este projeto de ponte nada mais é do que um projeto que envolve o conceito de estruturas do tipo treliçado. Treliças são sistemas estruturais comumente utilizados em projetos, empregadas principalmente em estruturas de cobertura, presentes na maioria das construções rurais. (CHRISTOFORO, 2011) As treliças são interessantes por sua maleabilidade quanto à forma e à disposição de barras, ou seja, consegue-se conceber estruturas com distribuição de barras e contorno externo apropriados para minorar os esforços nas barras. A distribuição das barras e a conformação externa são ajustadas às solicitações provenientes do carregamento. (GESUALDO, 2003)

Embora o modelo estrutural "treliça" (estrutura com nós articulados) não seja totalmente adequado em termos de cálculo de esforços, considera-se que a análise de distribuição de barras seja semelhante para outros tipos de concepção estrutural. (GESUALDO, 2003) Desta maneira, o cálculo é desenvolvido com base em um modelo ideal, considerando-se o giro livre entre os elementos componentes de uma ligação.

O dimensionamento de treliças, assim como o de outros sistemas estruturais, requer a determinação dos deslocamentos, esforços, tensões e deformações atuantes em seus elementos constituintes. (CHRISTOFORO, 2011) Quanto aos esforços solicitados a uma treliça, os mesmos serão dependentes das propriedades específicas do material, sendo assim, vale ressaltar que para efeito de estudo, o palito (depressor de língua) se enquadra com as propriedades do material madeira.

A madeira tem diferenciação de resistência mecânica para esforços de tração e compressão. Sendo maior a resistência a tração há grande conveniência de se trabalhar com apenas barras tracionadas, eliminando-se também o problema de flambagem, comum a qualquer material. Ocorre, porém, que apesar desta vantagem, as barras comprimidas são inevitáveis numa treliça e, em contrapartida, as barras comprimidas são favoráveis para se executar ligações através de dentes (encaixes). (GESUALDO, 2003)

Apesar da inconveniência do elevado número de ligações nas treliças, estas apresentam uma melhor distribuição de tensões ao longo das barras. Por prevalecer forças normais nas barras (simplificadamente só apresentam forças normais), as tensões são constantes ao longo de cada seção transversal e ao longo da barra. (GESUALDO, 2003)

2. Objetivo

O presente relatório tem como objetivo revelar as etapas necessárias pra a construção de uma ponte que usa principalmente palitos de sorvete e pretende suportar uma carga máxima com o menor custo de projeto possível. A ideia da construção desta ponte parte do intuito da disciplina Engenharia Assistida por Computador que, através de recursos computacionais e teóricos aprendidos pelos alunos, tem como meta nos mostrar o processo de um projeto assim como ver aplicações práticas de análises de tensões e desenvolver várias habilidades como a coleta de dados, interpretação de desenhos, análise computacional e relatórios.

Primeira Parte: Análise de modelos de treliça

3. Descrição e restrições do Projeto

A partir do objetivo básico do projeto que se define por projetar uma estrutura em treliça apoiada sobre um vão suportando uma carga máxima a um custo mínimo foram projetadas cinco pontes diferentes e analisadas de acordo com a análise de treliça fornecida pelo programa computacional Creo Parametric.

O projeto tem algumas restrições dimensionais e de geometria que são elencadas em: o comprimento da ponte não poderá exceder 500 mm, a largura da ponte deverá no mínimo 60 mm e no máximo 100 mm, a altura da ponte não poderá exceder 220 mm acima e 75 mm abaixo do nível dos apoios. Além disso, a versão final da ponte deve vencer um vão de 400 mm e suportar uma carga mínima de 35 kg.

Para o procedimento dos testes em uma máquina tração/compressão todas as pontes deverão conter em seu topo um espaço para acomodar uma placa de 50 por 150 mm que será a área do punção, ou seja, um local de aplicação do carregamento.

Vale ressaltar que, para uma análise mais precisa no software CREO, precisamos definir as propriedades da madeira do depressor de língua. A madeira reflorestada, utilizada na produção desses palitos é geralmente a madeira de eucalipto, porém por falta de dados sobre as propriedades do eucalipto, utilizaremos as propriedades da madeira de pinheiro, que também são utilizadas para a fabricação de depressores de língua. As propriedades da madeira de pinheiro estão representadas pela tabela abaixo.

Material Módulo de elasticidade (GPa) Coeficiente de Poisson Tensão de cisalhamento (MPa) Tensão de ruptura (MPa) Densidade (x1000 kg/m³)

Pinheiro 11 - 14 0.3 40 - 60 50 - 100 0.55 – 0.64

Figura 1: Propriedades da madeira de pinheiro

Nota-se que algumas propriedades podem variar isso se dá ao fato