Ponte De Macarrão

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 02

2. PONTE DE MACARRÃO 02

2.1. GEOMETRIA DA PONTE. 02

2.2. DADOS DO PROJETO 04

2.3. DIMENSIONAMENTO DAS BARRAS 04

2.3.1. RUPTURA À TRAÇÃO 04

2.3.2. RUPTURA À COMPRESSÃO 04

2.3.3. PROGRAMA UTILIZADO 05

3. METODOLOGIA 05

3.1. DEFINIÇÃO E MEMORIAL DE CÁLCULO. 05

3.2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO 07

4. CONCLUSÃO 09

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho trata-se do projeto, construção e ensaio destrutivo de uma ponte de macarrão. Foi utilizada massa do tipo espaguete número 7 e colas epóxi do tipo massa, do tipo resina e também cola quente, conforme especificado no regulamento da competição. A ponte foi dimensionada de modo que suporte uma carga real de 50 kgf.

A ponte deverá ser capaz de vencer um vão livre de 1 m e seu peso não poderá ultrapassar 1 Kg.

2. PONTE DE MACARRÃO

A competição de construção de ponte de macarrão não é de hoje. Diversas universidades pelo Brasil e pelo mundo utilizam-se desta competição como forma de motivar os alunos a empregar o conhecimento obtido em sala de aula na prática.

Após levantamento das bibliografias existentes a respeito do tema deste trabalho, informações relevantes foram pesquisadas e agregadas à experiência adquirida pelo grupo.

Como são muitas as literaturas a respeito, buscou-se focar nas informações que realmente iriam fazer a diferença na execução do projeto.

2.1. GEOMETRIA DA PONTE

Durante a escolha da geometria da ponte deve-se evitar geometrias cuja resistência é mínima, preferindo as geometrias que trabalham com maiores resistências e menor peso final. Na escolha da geometria da nossa ponte, levamos em conta estes conceitos. Concluímos que seria interessante utilizar a geometria conforme mostrado na figura abaixo.

Calculamos os esforços utilizando o programa Ftool, usando os mesmos para o cálculo do número de fios. Abaixo são apresentados os esforços do modelo estrutural escolhido. Foi dimensionada para uma carga de projeto de 1 KN.

2.2. DADOS DO PROJETO

Abaixo seguem dados gerais sobre o macarrão espaguete nº 7:

• Número médio de fios de espaguete em cada pacote: 500

• Diâmetro médio: 1,8 mm

• Raio médio: 0,9 mm

• Área da seção transversal: 2,545 x 10-2 cm²

• Momento de inércia da seção: 5,153 x 10-5 cm4

• Comprimento médio de cada fio: 25,4 cm

• Peso médio de cada fio inteiro: 1 g

• Peso linear: 3,937 x 10-2 g/cm

• Módulo de Elasticidade Longitudinal: 36000 kgf/cm²

2.3. DIMENSIONAMENTO DAS BARRAS

2.3.1. RUPTURA À TRAÇÃO

A carga de ruptura por tração para um fio de espaguete independe do comprimento do fio, foi determinada através do ensaio de 6 corpos de prova submetidos a tração até a ruptura.

A carga média de ruptura obtida nestes ensaios foi de 4,267 kgf.

Para encontrar o número de fios de espaguete necessário, basta dividir o esforço normal de tração obtido no Ftool, pela resistência de cada fio:

Nº de fios=(N (kgf))/4,267

2.3.2. RUPTURA À COMPRESSÃO

A carga de ruptura por compressão dos fios de espaguete está relacionada com o fenômeno da flambagem, que depende do comprimento do fio de espaguete, das propriedades geométricas da sua seção transversal e das condições de vinculação das extremidades.

Para encontrar o número de fios de espaguete necessário, utiliza-se a seguinte equação:

Nº de fios=√((N (kgf)*l²)/(279056*r^4 ))

2.3.3. PROGRAMA UTILIZADO

Neste trabalho utilizamos o software Ftool para simularmos a carga aplicada a ponte e obtenção dos esforços solicitantes nas barras.

3. METODOLOGIA

3.1. DEFINIÇÃO E MEMORIAL DE CÁLCULO

Utilizamos da metodologia do trabalho em equipe, reuniões para discussões entorno das especificações e geometrias das pontes, focando nas lições aprendidas pelos alunos que já executaram este projeto.

Depois desta etapa chegamos à conclusão que o material, no caso o macarrão, tem boa resistência à tração, porém quando solicitado à compressão a sua resistência é consideravelmente diminuída.

Definida a geometria, avançamos para o memorial de cálculo. Calculamos a massa aproximada da nossa ponte, definindo assim a carga a ser resistida de 50 kgf.

Posteriormente simulamos através do software Ftool os esforços aplicados, extraindo as solicitações sofridas nas barras e nos nós. Através destas resultantes o próximo passo foi calcular o número de barras da ponte.

Sendo assim concluímos os cálculos, que seguem na tabela abaixo.

Foram utilizados 50 fios nas barras que sofreram compressão e 8 fios nas barras que sofreram tração.

3.2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO

Etapas do processo de fabricação:

1. Confecção do gabarito (plotado em escala real);

2. Seleção do espaguete;

3. Dimensionamento e corte das barras;

4. Montagem e colagem das barras com cola adesivo epóxi transparente do tipo resina (Suprabond);

5. Montagem e colagem dos nós com cola quente e cola epóxi do tipo massa (Durepoxi).

Abaixo, fotografia da ponte finalizada, já com a barra de aço de 8mm.

4. CONCLUSÃO

Agregamos valioso conhecimento prático aplicando as teorias relacionadas. Nos diversos materiais pesquisados foi possível verificar que a definição da geometria da ponte, os tipos de materiais usados, a correta aplicação dos cálculos e correta execução do projeto foram fatores preponderantes para o sucesso do nosso projeto.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://pt.scribd.com/doc/80536680/Dicas-para-construir-uma-ponte-de-macarrao acesso em 20/10/2012

WWW.youtube.com.br vídeos de construção de pontes de macarrão. Acesso em 21/10/2012