RELATÓRIO DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS EXPERIMENTAL ENSAIO DE CISALHAMENTO
Por: Thainara Serafim Silva • 22/7/2021 • Ensaio • 1.110 Palavras (5 Páginas) • 165 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI
RELATÓRIO DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS EXPERIMENTAL
ENSAIO DE CISALHAMENTO
ITAJUBÁ
2020
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI
RELATÓRIO DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS EXPERIMENTAL
ENSAIO DE CISALHAMENTO
ITAJUBÁ
2020
RESUMO
O presente documento, objetiva, sobretudo, a comprovação dos elementos teóricos
envolvidos, Tensões de Cisalhamento, utilizando para tal fim a obtenção de dados obtidos em
laboratório, permitindo a verificação, experimentalmente, das tensões de cisalhamento, de
forma empírica.
1.
INTRODUÇÃO
A tensão de cisalhamento é uma tensão gerada por duas ou mais forças que agem na
superfície de um material, perpendicular à seção transversal, que tendem a cortá-lo ou
rompê-lo. Essas forças necessariamente precisam estar em alguma magnitude perpendicular à
secção transversal e em sentidos opostos, em algum ponto, para que ocorra a tensão de
cisalhamento.
A tensão de cisalhamento é dada por:
𝐹
𝐴
Ʈ =
(Eq. 1)
Nessa expressão,
Ʈ = tensão de cisalhamento na secção;
F = força de cisalhamento;
A = área na secção.
E a tensão de cisalhamento média distribuída sobre cada área seccionada que desenvolve
essa força de cisalhamento é definida por:
𝑉
𝐴
Ʈ 𝑚𝑒𝑑 =
(Eq. 2)
Nessa expressão,
Ʈmed = tensão de cisalhamento média na secção, que consideramos ser a mesma em cada
ponto localizado na seção;
V = força de cisalhamento interna resultante na secção determinada pelas equações de
equilíbrio;
A = área na secção.
A área da secção transversal é dada por:
2
𝐴=
π×∅
4
(Eq. 3)
1.1 Justificativa
A empresa fabricante de acoplamentos rígidos de flange, que são elementos de
máquinas responsáveis por unir um eixo a outro eixo (árvore), está recebendo diversas
reclamações devido a falha nos parafusos que são utilizados na fixação das flanges do
acoplamento, quando este está em operação. Esses parafusos são fabricados de aço inoxidável
e estão submetidos ao cisalhamento. Os experimentos realizados e consequente análise serão
feitas com o intuito de comparar o comportamento pós aplicação de uma tensão de
cisalhamento em materiais diferentes, sendo eles: Aço 1020; Latão; Cobre e Alumínio.
Assim, o estudo poderá ser utilizado como base para que seja feita a substituição do Aço Inox
que é atualmente utilizado para fabricação de parafusos, por outro material que apresente uma
melhor resistência ao cisalhamento.
2. Objetivo
Determinar a tensão máxima suportada pelos corpos cilíndricos de diferentes materiais.
Para isso, os corpos serão submetidos a uma tensão de cisalhamento até a ruptura, assim
podemos definir o limite de cisalhamento do material em questão e analisar qual o melhor
material a ser utilizado no parafuso para fixação das flanges do acoplamento.
3.
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Materiais
Para realização do experimento abaixo descrito, são necessários os seguintes materiais:
a.
Paquímetro Digimess de capacidade 150 mm e graduação 0,02 mm (Figura 1);
Figura 1 – Paquímetro Digimess
b.
Quatro corpos de prova de formato cilíndrico (Figura 2). O material desses corpos
e seus respectivos diâmetros estão listados na tabela abaixo (Tabela 1);
Material
Diâmetro
(mm)
Alumínio
3,10
Cobre
2,48
Latão
2,44
Aço
1020
3,04
Tabela 1 – Dimensões e materiais dos Corpos de prova
Observação: O comprimento do corpo de prova não é crucial desde que seja suficiente para
...