relatÓrio cisalhamento
Post on 27-Dec-2015
32 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ENGENHARIA MECÂNICA
DÉBORAH CRISTINA LIMA
ERIK WILLIAM DE LIMA
TÍTULO: ENSAIO DE CISALHAMENTO
Varginha-MG
2014
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO SUL DE MINAS UNIS-MG
UNIDADE DE GESTÃO DE ENGENHARIA, ARQUITETURA E
TECNOLOGIA - GEAT
1
DÉBORAH CRISTINA LIMA
ERIK WILLIAM DE LIMA
TÍTULO: ENSAIO DE CISALHAMENTO
Trabalho Acadêmico apresentado para
cumprir um dos requisitos na disciplina
TECNOLOGIA DE MATERIAIS-I do
curso de Engenharia Mecânica.
Varginha-MG
2014
2
FOLHA DE AVALIAÇÃO
DÉBORAH CRISTINA LIMA
ERIK WILLIAM DE LIMA
TÍTULO: ENSAIO DE CISALHAMENTO
Trabalho Acadêmico apresentado ao Prof. Fabiano Farias de Oliveira do Curso de
Engenharia Mecânica do Centro Universitário do Sul de Minas, UNIS-MG, como um
dos requisitos para avaliação de trabalho acadêmicos na disciplina TECNOLOGIA
DOS MATERIAS-I.
Avaliado com nota: ___________
Data / /
_________________________________________________________
Profº. Fabiano Farias de Oliveira
OBS.:
3
Dedico este trabalho a todos aqueles
contribuíram para sua realização.
4
Agradeço aos meus colegas,
professores e a minha família por
terem ajudado na construção deste
trabalho.
5
“O único lugar onde o sucesso vem
antes do trabalho é no dicionário.”
Albert Einstein
6
RESUMO
Este trabalho apresenta um estudo sobre os diversos tipos de ensaios de
cisalhamento, dispositivos mais utilizados e suas normas regentes. Será
apresentado também os ensaios realizados nas aulas práticas da disciplina em
laboratório.
7
ABSTRACT
This work presents a study about the diverse types of shear test, more
utilized devices and its regent standards. It will be presented also the realized tests in
the practical classes of the discipline in lab.
8
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO………………………………………………………… 9
1 - ENSAIO DE CISALHAMENTO.................................................10
1.1 - Princípio Físico......................................................................10
1.1.2 – Tensão de Cisalhamento...................................................10
1.2 – Campo de aplicação.............................................................11
1.3 - Vantagens x Desvantagens...................................................11
2 - MATERIAIS E EQUIPAMENTOS.............................................11
3 - METODOLOGIA.......................................................................14
5 - CONCLUSÕES.........................................................................16
6 - REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA............................................17
9
INTRODUÇÃO
Antigamente não haviam formas de controle de qualidade dos materiais, sendo assim
os produtos eram feitos de forma artesanal e a qualidade era definida pelo comportamento do
produto acabado, porém com a evolução das tecnologias, hoje temos diversos meios de
controlar a qualidade dos produtos quando ainda são matéria-prima, entre estes métodos está
o ensaio de cisalhamento, que irá determinar a tensão máxima de cisalhamento que certo
material pode suportar, definindo assim a aplicação adequada de cada material ou produto.
10
1 ENSAIO DE CISALHAMENTO
Nos metais, podemos praticar o cisalhamento com tesouras, prensas de corte,
dispositivos especiais ou simplesmente aplicando esforços que resultem em forças cortantes.
Ao ocorrer o corte, as partes se movimentam paralelamente, por escorregamento, uma sobre a
outra, separando-se. A esse fenômeno damos o nome de cisalhamento.
Todo material apresenta certa resistência ao cisalhamento. Saber até onde vai esta
resistência é muito importante, principalmente na estamparia, que envolve corte de chapas, ou
nas uniões de chapas por solda, por rebites ou por parafusos, onde a força cortante é o
principal esforço que as uniões vão ter de suportar.
1.1 Princípio Físico
No ensaio de cisalhamento, a força é aplicada ao corpo na direção perpendicular ao
seu eixo longitudinal, conforme mostrado na figura abaixo:
Esta força cortante, aplicada no plano da seção transversal (plano de tensão), provoca
o cisalhamento.
Como resposta ao esforço cortante, o material desenvolve em cada um dos pontos de
sua seção transversal uma reação chamada resistência ao cisalhamento.
A resistência de um material ao cisalhamento, dentro de uma determinada situação de
uso, pode ser determinada por meio do ensaio de cisalhamento.
1.1.2 Tensão de cisalhamento
A tensão de cisalhamento será aqui identificada por TC. Para calcular a tensão de
cisalhamento, usamos a fórmula a seguir, onde F representa a força cortante e S representa a
área do corpo:
11
1.2 Campo de aplicação
Estes ensaios de cisalhamentos podem ser aplicados em diversas industrias ou diversos
tipos de produtos que exijam uma qualidade superior por sua aplicação ter como princípio
suportar os esforços cisalhantes, como por exemplo: Fabricação de parafusos, rebites, juntas
soldadas, etc.
Todos esses produtos devem ter passado pelo ensaio, pois se não ensaiados podem
comprometer toda uma estrutura metálica por exemplo, pois não haviam dados certos sobre a
carga limite que poderiam suportar.
1.3 Vantagens e Desvantagens
Vantagens:
Obter resultados precisos (Tensão de cisalhamento) sobre os materiais cisalhados,
facilitando assim o dimensionamento de cada um produto para sua devida aplicação.
Desvantagens:
Os ensaios de cisalhamento são sempre destrutivos.
2 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
A forma do produto final afeta sua resistência ao cisalhamento. São por essa razão que
o ensaio de cisalhamento é mais frequentemente feito em produtos acabados, tais como pinos,
rebites, parafusos, cordões de solda, barras e chapas.
É também por isso que não existem normas para especificação dos corpos de prova.
Quando é o caso, cada empresa desenvolve seus próprios modelos, em função das
necessidades.
Normalmente o ensaio é realizado na máquina universal de ensaios, à qual se adaptam
alguns dispositivos, dependendo do tipo de produto a ser ensaiado.
Para ensaios de pinos, rebites, parafusos e juntas soldadas utilizam-se um dispositivo
como o que está representado simplificadamente na figura a seguir:
12
Dispositivo para ensaio de cisalhamento simples
Dispositivo para ensaio de cisalhamento duplo
Dispositivo para ensaio de cisalhamento de barras
13
Dispositivo para ensaio de cisalhamento de chapas
Dispositivo para ensaio de cisalhamento de juntas soldadas
Máquina universal de ensaios
14
3 METODOLOGIA E RESULTADOS
O dispositivo é fixado na máquina de ensaio e os rebites, parafusos ou pinos são
inseridos entre as duas partes móveis. Ao se aplicar uma tensão de tração ou compressão no
dispositivo, transmite-se uma força cortante à seção transversal do produto ensaiado. No
decorrer do ensaio, esta força será elevada até que ocorra a ruptura do corpo.
Durante as aulas de laboratório fizemos ensaios em 3 tipos de dispositivos, dois deles
com cisalhamento direto simples alterando somente a quantidade de parafuso e um outro
utilizando o dispositivo de cisalhamento direto duplo, segue dados dos ensaios realizados:
Corpo de prova 1:
Dois parafusos com Ø1/8” = 3,175mm
Cisalhamento direto simples
V= 9 m/s
F = 403 kgf = 3952,08 N = 1976,04 por parafuso.
τ c= FA
τ = ∴ 1976,04(π ∙1 ,5875² )
= 249,71 Mpa
Corpo de prova 2:
Três parafusos com Ø1/8” = 3,175mm
Cisalhamento direto simples
V= 9 m/s
F = 430 kgf = 4216,9 N = 1405,6 por parafuso.
τc= FA
τ = ∴ 1405,6(π ∙1 ,5875² )
= 167,63 Mpa
Corpo de prova 3:
Dois parafusos com Ø1/8” = 3,175mm
Cisalhamento direto duplo
V= 9 m/s
F = 744 kgf = 7296,14 N = 3648,07 N por parafuso.
15
τc= FA
τ = ∴ 3648,072∙ (π ∙1 ,5875² )
= 230,50 Mpa
16
4 CONCLUSÃO
Concluímos então, que mesmo os ensaios de cisalhamento sendo destrutivos eles são
essenciais para obter qualidade e confiança no produto final, otimizando o uso adequado de
cada tipo de produto para tipos de situações específicas.
17
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
CHIAVERINI, Vicenti. Tecnologia mecânica. Vol. 1
https://www.youtube.com/user/TelecursoNovo
top related