1. Engenharia Civil – Turma ECN131AN
Projeto Unificado 1
Professora Orientadora Christine Carvalho
1° Etapa (Resistência do material utilizado)
Diego Firmino Lucas
Gabriel Oliveira Santos
Michelly Lopes Tavares
João José Mello de Almeida
Paulo Cézar Ramos de Oliveira
Taiane Euracy Oliveira da Silva
Joarez Soares de Oliveira Junior
Lowrrayny Franchesca de Paula Gonçalves
Várzea Grande-MT
01/04/2013
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2. Sumário
1 – Resistência do material utilizado
pag.03
- Introdução à resistência dos materiais
pag.03
- Esforços comuns
pag.03
- Tensão
pag.04
1.1 – Macarrão
pag.05
- Tipos de macarrão e suas composições
pag.05
- Espaguete a ser utilizado
pag.06
- Dados gerais do espaguete grano duro N°8
pag.05
- Dados sobre a resistência à compressão
pag.06
- Teste de resistência com o macarrão (puro)
pag.06
1.2- Cola branca escolar
pag.07
- Cola a ser utilizada
pag.07
- Dados sobre a cola branca escolares Pritt Tenaz
pag.07
- Modo de aplicação da cola Pritt Tenaz
pag.08
- Teste de resistência da cola
pag.08
2 - Junção do macarrão e da cola
pag.09
- Macarrão hidratado e cola
pag.10
- Macarrão e cola
pag.11
- Macarrão com cola e água
pag.11
3 – Referências
pag.12
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3. 1 – Resistência do material utilizado
- Introdução à resistência dos materiais
A Resistência dos materiais é um ramo da mecânica que estuda as relações entre cargas
externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das forças internas que atuam
dentro do corpo. Na engenharia dos materiais, a resistência dos materiais significa a
capacidade do material de resistir a uma força a ele aplicada. A resistência de um
material é dada em função de seu processo de fabricação e os cientistas empregam uma
variedade de processos para alterar essa resistência posteriormente. Estes processos
incluem encrua mento (deformação a frio), adição de elementos químicos, tratamento
térmico e alteração do tamanho dos grãos. Estes métodos podem ser perfeitamente
quantificados e qualificados. Entretanto, tornar materiais mais fortes pode estar
associado a uma
de teorização de outras propriedades mecânicas. Por exemplo,
na alteração do tamanho dos grãos, embora o limite de escoamento seja maximizado
com a diminuição do tamanho dos grãos, grãos muito pequenos tornam o material
quebradiço. Em geral, o limite de escoamento de um material é um indicador adequado
de sua resistência mecânica.
O dimensionamento de peças, que é o maior objetivo de resistência dos materiais, se
resume em analisar as forças atuantes na peça, para que a inércia da mesma continue
existindo e para que ela suporte os esforços empregados. Para isso é preciso conhecer o
limite do material. Isso pode ser obtido através de ensaios que, basicamente, submetem
a peça ao esforço que ela deverá sofrer onde será empregada, a condições padrão, para
que se possa analisar o seu comportamento. Esses dados são demonstrados em gráficos
de tensão X deformação. A tensão em que nos baseamos é o limite entre o regime
elástico e o plástico. Mas para fins de segurança é utilizado um c.s. (coeficiente de
segurança) que faz com que dimensionemos a peça para suportar uma tensão maior que
a tensão limite mencionada acima. Tudo isso é necessário para que se obtenha total
certeza nos resultados, já que pequenos erros podem acarretar grandes problemas mais
adiante, isso se agrava mais ainda se estivermos falando de pessoas que podem ter suas
vidas colocadas em perigo por um cálculo mal feito. A ciência de resistência dos
materiais é também muito importante para que não se tenha prejuízos gastando mais
material do que o necessário, acarretando também em outro problema que é o excesso
de peso. Pois a forma da peça também influencia na sua resistência, assim pode – se
diminuir a quantidade de material sem interferir na mesma.
- Esforços comuns
Os esforços mecânicos são o principal foco da resistência dos materiais, pois todo o
estudo gira em torno de como dimensionar uma peça ou elemento de máquina para que
suporte os efeitos que os esforços mecânicos gerados por uma estrutura geral ou
específica estarão atuando sobre a mesma. Cada tipo de esforço possui uma forma
específica de ser analisado, estudado e calculado. Para isso, é necessário utilizar-se dos
conhecimentos de um dos ramos da Física: a estática, para que o equilíbrio de forças
demonstre o que acontecerá com dada peça de determinado material quando submetida
a certo tipo de esforço. Os cálculos de esforço mecânico estão profundamente
conectados com cálculos geométricos, envolvendo estudos de secções transversais de
materiais, trazendo conceitos como: momento de inércia, módulo de resistência, raio de
giração. Estes conceitos estão interligados com os cálculos de análise de tensões, sendo
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4. a junção de conceitos geométricos, estática e dados referentes ao material que surge o
cálculo de dimensionamento, onde procura-se desenvolver um elemento capaz de
resistir a todos os esforços que estarão sendo aplicados nele durante o funcionamento da
máquina, estrutura ou em qualquer lugar onde ele seja submetido a esforços.
Tipos de esforços mais comuns a que são submetidos os elementos construtivos:
Tração: caracteriza- se pela tendência de alongamento do elemento na direção da força
atuante.
Compressão: a tendência é uma redução do elemento na direção da força de
compressão.
Flexão: ocorre uma deformação na direção perpendicular à da força atuante.
Torção: forças atuam em um plano perpendicular ao eixo e cada seção transversal tende
a girar em relação às demais.
Flambagem: é um esforço de compressão em uma barra de seção transversal pequena
em relação ao comprimento, que tende a produzir uma curvatura na barra.
Cisalhamento: forças atuantes tendem a produzir um efeito de corte, isto é, um
deslocamento linear entre seções transversais.
Em muitas situações práticas ocorre uma combinação de dois ou mais tipos de esforços.
Em alguns casos há um tipo predominante e os demais podem ser desprezados, mas há
outros casos em que eles precisam ser considerados conjuntamente.
- Tensão
As tensões classificam-se como de tração, de compressão (tensões normais) ou
de cisalhamento (tensão tangencial ou de corte).
O esforço de flexão ou Momento Fletor é um caso particular de tração e compressão
agindo juntos na mesma seção, causando deformações predominantes nas faces opostas
do corpo ou estrutura e menores deformações e consequentes tensões na parte central, se
anulando no eixo de inércia.
O conjunto de pontos de tensão nula no interior do copo é denominado Linha neutra.
No esforço de torção predomina a tensão de cisalhamento angular, e como na flexão,
causa maiores deformações e consequentes tensões nas faces ou bordas externas da
peça, corpo ou estrutura, se reduzindo na parte central onde as deformações são
menores, se anulando no centro de inércia onde não há deformação.
Todo corpo solicitado por uma força ou pela resultante de um conjunto de forças
quaisquer se deforma gerando tensão (ões) interna (as).
As tensões operam
regime Plástico.
em dois regimes distintos: No regime Elástico ou no
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5. Tensões menores que determinado limite característico de cada material denominado
de limite de elasticidade do material, operam no regime elástico, provocando
deformações elásticas em que o corpo volta às dimensões originais quando cessada a
força. O intervalo de tensões no regime elástico pode ser maior ou menor, sendo uma
característica de resistência do material denominada elasticidade. Tensões neste regime
trabalham na faixa de proporcionalidade onde as deformações são proporcionais às
tensões.
Tensões maiores que a do limite de elasticidade levam ao regime plástico onde causam
deformações permanentes quando cessada a solicitação. Neste regime há grande
deformação com tensão constante ou com pouca variação. O intervalo de tensões no
regime plástico pode ser maior ou menor, sendo uma das características de resistência
do material denominada ductilidade.
Tensão extrema, maior que determinado valor característico de cada material,
denominado limite de ruptura, causará o colapso ou ruptura do corpo, peça ou estrutura
que se caracteriza pela desagregação das partes que o compõe.
1.1. - Macarrão
E um tipo de massa alimentícia com o formato de tubos
curtos, em que se incluem os penne, ravioli e
os cotovelos.
No entanto, existem lugares em que se usa o termo para
se referir a qualquer tipo de massa alimentícia, desde
o espaguete às letras e outras formas usadas em
vários cozinhados esopas.
Segundo uma antiga teoria, teria sido o explorador
italiano Marco Polo a levar o macarrão da China para a Itália durante o século XIII.
Hoje se sabe que as massas alimentícias já eram conhecidas na Europa muito antes
disso.
- Tipos de macarrão e suas composições
* Macarrão de Sêmola (é elaborado com farinha de trigo especial e, portanto, resulta
num produto mais claro), * Macarrão com ovos (é elaborado com a adição de três ovos
por quilo grama de farinha), * Macarrão comum (é elaborado na forma mais elementar,
ou seja, farinha de trigo e água, resultando num produto de preço mais acessível), *
Macarrão caseiro (é elaborado de forma artesanal através da qual a massa é laminada,
apresentando maior porosidade e absorção), * Macarrão grano duro (é elaborado a partir
de um trigo especial chamado trigo durum, fica naturalmente AL dente, ou seja,
soltinho, porém consistente), * Macarrão integral (é elaborado com farinha de trigo
integral e contém mais fibra em sua composição).
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6. - Espaguete a ser utilizado
Descartamos os tipos integrais e os com ovos, optamos pelo espaguete grano duro N°8,
separando os fios retos, homogêneo, sem falhas e curvas.
- Dados gerais do espaguete grano duro N°8
Número médio de fios de espaguete em cada pacote de 500g: 618
Diâmetro médio: 1,7mm
Raio médio: 0,85mm
Comprimento médio de cada fio: 25,8cm
Peso médio de cada fio inteiro: 0,8g
- Dados sobre a resistência 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.
- Teste de resistência com o macarrão (puro)
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7. Foram utilizados 30 fios de macarrão, o equivalente a 24gramas do mesmo e suportou
747 gramas, sendo eles:
6 potes de iogurte ( 100g cd ) = 600g
14 tabletes de k-nor ( 9,5g cd ) = 133g
2 pacotes de k-nor ( 7g cd ) = 14g
Relação = 747 kg/24 kg = 31.125
1.2 – Cola branca escolar
É uma substância capaz de unir materiais
porosos que absorvem água como madeiras,
couros, panos, papéis, papelão, fotos, algodão
entre
outros.
Possui
flexibilidade
e
transparência quando seca, mas não é resistente
à água.
Indispensável para realizar artes manuais, À
base de água, em forma ergonômica não tem
solvente nem PVC, não é tóxica e 100% lavável mesmo depois de seca na roupa,
produto não classificado como perigoso, não requerendo indicações especiais, além das
identificações convencionais, é multiuso e cumpre com a normativa européia EN71. A
utilização da cola correta pode fazer qualquer fixação mais rápida e durar mais tempo.
Na construção civil, pode ser utilizada como massa niveladora, misturando-se 1kg de
cimento para cada 150g gramas de cola branca e 450ml de água.
- Cola a ser utilizada
Cola branca escolar Pritt Tenaz
Escolhemos essa marca por apresentar ser até três vezes mais forte do que os principais
concorrentes no mercado.
- Dados sobre a cola branca escolares Pritt Tenaz
Tempo de secagem: de 30 minutos a 1 hora
Tempo de cura: de 18 a 24 horas
Teor de umidade da superfície a ser colada entre 10 e 15%
Pressão da prensa fria na colagem de multicamadas: 10 a 15kgf/cm²
Tempo de prensagem na colagem de multicamadas: de 3 a 4 horas
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8. Viscosidade Brookfield RVT (Fuso 4/20 rpm/25°C/cP): 5000 a 8000
Temperatura na qual deve ser mantida: entre 5°C e 30°C
PH (25°C): 4,00 a 5,00, Teor de sólidos: 52,00 a 54,00 %
Tempo máximo para a colocação do objeto a ser colado após passar a cola: 5 minutos
O produto tem vida útil de 24 meses em condições normais de estocagem
Após o use deve-se manter o frasco fechado e em ambiente ventilado, protegido de
intempéries e na embalagem original.
- Modo de aplicação da cola Pritt Tenaz
Devem-se preparar as superfícies a serem coladas, as quais devem estar limpas,
perfeitamente planas e secas.
Aplicando o adesivo em umas das superfícies, em camadas uniformes. A aplicação pode
ser efetuada através de coladeiras mecanizadas, ou manualmente, utilizando-se trincha
rolo, espátula, etc.
Após a aplicação do adesivo devem-se juntar as partes imediatamente para evitar a
secagem precoce do adesivo e assim comprometendo a colagem.
Manter as partes sob pressão, a qual dependerá do tipo material utilizado (alta, média ou
baixa densidade), de modo que as peças fiquem unidas até a secagem completa.
- Teste de resistência da cola
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9. Foram utilizados dois palitos de picolé, posicionados em formato de cruz e duas gotas
de cola pritt tenaz, Nas quais suportaram 1307,5 gramas, sendo eles:
2 garrafinhas de água mineral ( 300g cd ) = 600g
4 potes de iogurte ( 100g cd ) = 400g
1 copo de iogurte natural ( 170g cd ) = 170g
13 tabletes de k-nor ( 9,5g cd ) = 123,5g
2 pacotes de k-nor ( 7g cd ) = 14g
2- Junção do macarrão e da cola
A hidratação do macarrão pelo solvente da cola permite a penetração de seu polímero
(PVA) na estrutura do macarrão, tornando-o um material menos quebradiço e mais
resistente à tensão.
Foram realizados três tipos de testes ( macarrão hidratado e cola, macarrão com cola,
macarrão com cola e água ).
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10. - Macarrão hidratado e cola
Foram utilizados 30 fios de macarrão hidratado, colados com cola branca pritt tenaz.
Suportou 360g, sendo eles:
3 potes de iogurte ( 100g cd ) = 300g
3 bombons ( 20g cd ) = 60g
- Macarrão com cola
Foram utilizados apenas 30 fios de macarrão e cola branca pritt tenaz. Suportou 557g,
sendo eles:
5 potes de iogurte ( 100g cd ) = 500g
1 caixa de k-nor ( 57g cd ) = 557g
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11. - Macarrão com cola e água
Foram utilizados 30 fios de macarrão, colados com a mistura da cola branca pritt tenaz e
água. Suportou 733g, sendo eles:
1 pote de margarina ( 500g cd ) = 500g
2 potes de iogurte ( 100g cd ) = 200g
1 bombom duplo ( 33g cd ) = 33g
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12. 2 – Referências
Disponível em:
http://www.prittworld.com.br/pt/prittworld/pais-inicio/produtos/colas/col-branca-pritttenaz.html
http://casa.hsw.uol.com.br/materiais-basicos-para-consertos-da-casa2.htm
http://www.correiogourmand.com.br/
http://www.ppt2txt.com/r/10b2fc1d/
http://www.formica.com.br/produtos/datasheets/AdesivoColaBranca.pdf
Imagens:
http://www.prittworld.com.br/content/uac/pritt/brazil/www/pt/consumer/parentshome/products/glueing/pritt-gluetube/_jcr_content/product/image.img.jpg/1330073950070.jpg
http://www.emporiumsaopaulo.com.br/images/produtos_mini/prod_07930.jpg
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