Cargas

Apresentação

Resumo: Elementos de máquina são os elementos encontrados em todas as máquinas existentes. Com esses elementos obtemos o funcionamento e a vida útil das máquinas através dos eixos, parafusos, mancais e etc.

Na maioria das vezes esses elementos seguem normas de padronização, podendo ocorrer variações de ajuste para melhorar o processo.

Como desafio essa ATPS designa a elaboração de uma solução para o transporte de uma carga fabricada.

ETAPA 1

Perspectiva de prevenção de falha

Passo 1

Definição dos dados para cálculo do projeto para o guindaste. Se fez com a utilização do último algarismo da RA do aluno Gustavo Hiroshi Maeda – RA 5670151730

Valor de 72000 lbs

Passo 2

Pesquisa dos tópicos abaixo relacionados para avaliação dos possíveis mecanismos de falha existentes que podem ocorrer dentro de um projeto mecânico;

1 – Deformação elástica

2 – Escoamento

3 – Indentação

4 – Fratura Frágil

5 – Fadiga

6 – Corrosão

7 – Desgaste

8- Flambagem

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.

Quando se aplica uma força de tração no elástico, o seu comprimento aumenta; se parar de aplicar a força, ele volta a sua posição inicial. Ao aplicar uma força maior seu comprimento se alonga e a sua seção se estreita. Mesmo parando com a força inicial do elástico, ele não volta mais a sua posição inicial. Ele fica com uma deformação residual permanente. E se continuar com uma força nele, ele vai acabar se rompendo.

Num laboratório de teste isso é tudo mais complexo. Os ensaios são feitos com equipamentos que registram todas as informações necessárias. A partir daí é analisada a resistência do material.

Figura: máquina teste de tração retirada de: http://www.metalab.com.br/analise-de-materiais/ensaios-mecanicos/

Na fase de teste forma-se um diagrama chamado diagrama de tensão e deformação.

Figura: Gráfico diagrama de Tensão Deformação

Quando um corpo de prova passa por um ensaio de tração, a máquina de ensaio fornece um gráfico que estabelece a relação entre força aplicada e as deformações ocorridas durante o ensaio. A partir do gráfico são avaliadas propriedades mecânicas durante o ensaio. O que interessa durante a análise do gráfico é a relação entre a tensão e a deformação.

T= F/S

T- Tensão

F- Força

S= Área de seção sobre a qual é aplicada.

ESCOAMENTO

Limite de escoamento, também chamado de tensão de cedência ou tensão 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.

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.

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,