O ENSAIO DE TENSÃO DE CISALHAMENTO

UNIFEI – Universidade Federal de Itajubá-MG

Resistências dos materiais

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ENSAIO DE TENSÃO DE CISALHAMENTO

Professor: Felipe De Souza Eloy

Alunos: Agissander Da Silva – 2018016381

Diego Takeshi Kawaguchi – 2020029592

Ramon Gonçalves Azevedo - 2020031160

ENSAIO DE TENSÃO DE CISALHAMENTO

Relatório experimental submetido ao professor Felipe Eloy, como requisito parcial para aprovação na disciplina de Resistência dos materiais – EME 405P nos curso de graduação da Universidade Federal de Itajubá. 

Professor: Felipe De Souza Eloy

Alunos: Agissander Da Silva – 2018016381

Diego Takeshi Kawaguchi – 2020029592

Ramon Gonçalves Azevedo - 2020031160

1. Justificativa:

Sendo que todas as estruturas estão submetidas a cargas e, portanto, são suscetíveis a falhas, os ensaios mecânicos são essenciais para analisar se as propriedades dos materiais garantem a segurança e durabilidade de projetos.

O ensaio de cisalhamento permite obter as tensões de um matéria prima, ou seja, o quanto de esforço o material suporta antes de romper, assim é possível dimensionar o projeto de forma que deformações não ocorram. Além disso, os dados obtidos podem ser utilizados para avaliar qual material é mais adequado para certos projetos, a fim de que não ocorram gastos desnecessários com o superdimensionamento.

1. Objetivo:

O objetivo deste experimento visa obter a máxima tensão cisalhante, de 4 (quatro) materiais, sendo eles um corpo de prova de aço 1020, um corpo de prova de cobre, outro de latão, e mais outro ainda de alumínio, ou seja, esses corpos de prova serão testados para conhecer qual o seu limite de resistência ao cisalhamento antes de se romper

Sendo assim, conhecendo todas as propriedades que cada material tem, é possível determinar qual melhor se aplica para a substituição do parafuso de aço inox, este que é utilizado no projeto atual.

1. Materiais e métodos:

1. Materiais:

• Máquina Universal de Testes:

Marca: EMIC

modelo: BL-3000

capacidade de carga máxima: 30 kN

Tabela 1 - Materiais para ensaio de cisalhamento:

Corpos de prova:	Diâmetro
Aço 1020	3,04mm
cobre	2,48mm
Latão	2,44mm
Alumínio	3,10mm

Fonte: próprio autor

• Paquímetro:

Marca: DIGIMESS

Resolução: 0,02 mm

Capacidade: 150 mm

• Programa computacional TESC:

Responsável pela entrada de comando para a máquina, por meio dele obtém-se os dados do ensaio (força deslocamento e tempo). Apresenta um gráfico que pode ter ou força ou tensão no eixo vertical (eixo y) e deslocamento ou deformação específica no eixo horizontal (eixo x).

1. Métodos:

Foi realizado no laboratório de ensaios da UNIFEI o ensaio de cisalhamento de corpos de prova para fins de modificação no projeto atual do acoplamento rígido de flange.

Primeiramente, o diâmetro dos quatro corpos de prova (aço, cobre, alumínio, latão) foram aferidos, onde cada um, foi fornecido pelo LEN - Laboratório de ensaios destrutivos e não destrutivos, cada CP foi submetido a um ensaio individual.

O ensaio foi realizado de modo que o corpo de prova cilíndrico, era posicionado em um furo passante em um dispositivo tipo gaveta, em que nesse mecanismo havia muitos tipos de furos com diferentes tipos de diâmetro, o CP era introduzido no furo com o diâmetro mais próximo do seu. o dispositivo tipo gaveta era agarrado na parte superior e inferior pelas garras tipo cunha da máquina universal EMIC, ao ser acionada as placas do mecanismo tipo gaveta foram puxadas tracionando-as segundo a um travessão, onde este, subia verticalmente com uma velocidade de ensaio de 5 mm/min, a tração gerou um esforço no sistema, dispositivo-corpo de prova gerando cisalhamento simples na amostra.

Na tela do computador com auxiliado do programa TESC, apareceram os dados segundo cada ensaio realizado, com um gráfico força (kgf) x tempo (s), após a finalização de cada ensaio, o gráfico mostrou o comportamento da curva para cada material, para esta curva buscou-se a força máxima atingida pelo corpo de prova, pois se conhecida a força máxima e a área da seção transversal da amostra foi possível conhecer o seu cisalhamento, que é o que interessa realmente para fazer as comparação entre as amostras disponíveis para a possível substituição do parafuso.

o procedimento de cada ensaio foi descrito segundo as normas técnicas internacionais e nacionais. O comprimento da amostra neste experimento é irrelevante visto que a força será aplicada tangente a área da seção transversal, que nos interessa é somente o diâmetro da seção transversal.

1. Resultados:

Força cisalhante em cada parafuso: 1700 N

Tabela 2 – Resultados dos cálculos

Material do corpo de prova	Diâmetro (mm)	Área m²	Força máxima (N)	Tenção de cisalhamento máxima (MPa)	Tensão de cisalhamento media (MPa)
Aço 1020	3,04	[pic 2]	3189,8	439,47	234,21
Cobre	2,48	[pic 3]	1193,6	247,10	351,93
Latão	2,44	[pic 4]	1516,7	324,36	363,56
Alumínio	3,10	[pic 5]	948,6	125,68	225,24

Fonte: Próprio autor