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RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS UM CURSO LEGAL !!!

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS UM CURSO LEGAL !!!. FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DEPARTAMENTO DO PROJETO MECÂNICO – DPM 2.º SEMESTRE DE 2005 CURSO PARA ALUNOS DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO, QUÍMICA, ALIMENTOS, ELÉTRICA. QUEM É O PROFESSOR ?. PROF. EDUARDO COELHO. VAMOS NOS CONHECER MELHOR ?.

yessica
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RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS UM CURSO LEGAL !!!

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Presentation Transcript

  1. RESISTÊNCIA DOS MATERIAISUM CURSO LEGAL !!! • FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA • DEPARTAMENTO DO PROJETO MECÂNICO – DPM • 2.º SEMESTRE DE 2005 • CURSO PARA ALUNOS DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO, QUÍMICA, ALIMENTOS, ELÉTRICA

  2. QUEM É O PROFESSOR ? PROF. EDUARDO COELHO

  3. VAMOS NOS CONHECER MELHOR ? • PEGUE UMA FOLHA DE PAPEL • ESCREVA SEU NOME NA VERTICAL • PERGUNTE OS NOMES DOS COLEGAS AO SEU LADO • DÊ UM ABRAÇO OU APERTO DE MÃO EM CADA COLEGA QUE CONHECEU • COLOQUE OS NOMES NA HORIZONTAL, APROVEITANDO AS LETRAS DO SEU NOME, ATÉ QUE TODAS AS LETRAS SEJAM USADAS • SERÁ QUE VOCÊ CONSEGUE ?

  4. MATERIAIS MADEIRA CERÂMICA TITÂNIO ESTRUTURAS CONCRETO INOXIDÁVEL AÇO ALUMÍNIO RESISTÊNCIA

  5. MINHAS EXPECTATIVAS COM O CURSOE COM MINHA PROFISSÃO • NO VERSO DO PAPEL, ESCREVA : • 3 IDÉIAS REPRESENTATIVAS SOBRE O QUE ESPERA DO CURSO • 3 IDÉIAS REPRESENTATIVAS SOBRE O QUE ESPERA FAZER EM SUAS ATIVIDADES PROFISSIONAIS

  6. OBJETIVOS DO CURSO • CONHECER AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS CAPAZES DE RESISTIR ESFORÇOS EM DIFERENTES TIPOS DE ESTRUTURAS • VER NO AMBIENTE TELEDUC, MATERIAL DE APOIO, O ITEM PROPRIEDADES DOS MATERIAS, TABELAS DAS TENSÕES DE RESISTÊNCIA CONTRA ESCOAMENTO E RUPTURA • CONHECER OS DIFERENTES TIPOS DE ESTRUTURAS E ANALISAR SEU COMPORTAMENTO E POTENCIALIDADES PARA USO EM EDIFICAÇÕES E EQUIPAMENTOS • ESTUDAR OS ESFORÇOS SOBRE AS PARTES E A TOTALIDADE DA ESTRUTURA, ANALISANDO SEUS EFEITOS • DIMENSIONAR (DEFINIR AS DIMENSÕES) AS BARRAS E A ESTRUTURA COMO UM TODO, PARA QUE RESISTAM ÀS SOLICITAÇÕES COM SEGURANÇA E ECONOMIA

  7. METODOLGIA DE CÁLCULO • DEFINIÇÃO DA GEOMETRIA DA ESTRUTURA E DAS CARGAS EXTERNAS • ESCOLHA DO MATERIAL (PROJETO ARQUITETÔNICO OU DECISÃO DO CALCULISTA); • CÁLCULO DOS ESFORÇOS INTERNOS, NAS SEÇÕES MAIS SOLICITADAS (PARA COMPOSIÇÃO MAIS DESFAVORÁVEL DAS CARGASDAS CARGAS); • CÁLCULO DAS TENSÕES, DESLOCAMENTOS E DEFORMAÇÕES (SOFTWARES APLICATIVOS); • COMPARAÇÃO COM OS LIMITES ACEITÁVEIS; • DEFINIÇÃO FINAL DA GEOMETRIA DA ESTRUTURA COMO UM TODO; • ORÇAMENTAÇÃO, DESENHOS DE EXECUÇÃO.

  8. PLANEJAMENTO DA DISCIPLINACONTEÚDO PROGRAMÁTICO • OS MATERIAIS E AS ESTRUTURAS - PROPRIEDADES, ANÁLISE E COMPORTAMENTO • ESFORÇOS SOLICITANTES • PEÇAS AXIALMENTE COMPRIMIDAS • PEÇAS SOB TORÇÃO • PEÇAS SOB FLEXÃO • TENSÕES, DESLOCAMENTOS E DEFORMAÇÕES • DIMENSIONAMENTO E VERIFICAÇÃO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS • VEJA NO TELEDUC – MATERIAL DE APOIO, ITEM PLANEJAMENTO DA DISCIPLINA, COM MAIORES DETALHES

  9. PLANEJAMENTO DA DISCIPLINABIBLIOGRAFIA • BIBLIOGRAFIA BÁSICA E COMPLEMENTAR • TODOS OS LIVROS CONSTAM DAS BIBLIOTECAS DA UNICAMP • VEJA MAIS NO TELEDUC – MATERIAL DE APOIO, ITEM BIBLIOGRAFIA • MAIOR USO: Nash, William. Resistência dos Materiais. Editora Mc Graw Hill e Gere, James. Resistência dos Materiais. Thomson Editora.

  10. PLANEJAMENTO DA DISCIPLINAAVALIAÇÃO • PROVAS ESCRITAS : 2 • TRABALHOS PRÁTICOS EM SALA DE AULA • INTERAÇÕES NO TELEDUC (ALUNOS – ALUNOS E ALUNOS – DOCENTE) • PESQUISAS

  11. METODOLOGIA DE ENSINOMETAS DE APRENDIZAGEM • MÓDULOS PRESENCIAIS: • 3 HORAS AULAS SEMANAIS, 2.ª FEIRA, 14:00 ÀS 17:00 HS; • EXPOSIÇÃO DOS CONTEÚDOS; • TIRA-DÚVIDAS; • EXERCÍCIOS E TRABALHOS PRÁTICOS; • PESQUISAS DE TEMAS; • APRESENTAÇÕES PELOS ALUNOS; • META: DESENVOLVER OS CONTEÚDOS, FAVORECER A APRENDIZAGEM

  12. METODOLOGIA DE ENSINOMETAS DE APRENDIZAGEM • MÓDULOS A DISTÂNCIA – AMBIENTE TELEDUC: • USO CONTÍNUO E COMPLEMENTAR DO AMBIENTE TELEDUC; • LOGIN E SENHA PARA CADA ALUNO; • MATERIAL DE APOIO, INTERAÇÕES, TIRA-DÚVIDAS, AVALIAÇÕES, PERFIL DO ALUNO, PARADA OBRIGATÓRIA, DINÂMICA DO CURSO, AGENDA • META : BUSCAR INFORMAÇÕES, PROPICIAR INTERAÇÃO/COMPARTILHAMENTO

  13. O AMBIENTE TELEDUCSOFTWARE LIVRE DA UNICAMP   Estrutura do Ambiente    Agenda    Dinâmica do Curso    Atividades    Avaliações    Parada Obrigatória    Material de Apoio    Bate-Papo    Mural    Fóruns de Discussão    Grupos    Correio    Portfólio    Perfil    Acessos           Intermap           Sair    Configurar MODERNIZAÇÃO, QUALIFICAÇÃO DO ENSINO, INTERAÇÃO

  14. OS MATERIAIS E SUAS PROPRIEDADES • AÇO COMUM, AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA, AÇO INOXIDÁVEL • CONCRETO ARMADO • ALUMÍNIO • MADEIRAS • CERÂMICAS

  15. ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

  16. ESTRUTURAS DE AÇO

  17. ESTRUTURAS DE AÇO

  18. ESTRUTURAS DE MADEIRA

  19. ALUMÍNIOESTRUTURAS E PEÇAS

  20. RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS • DISCIPLINA BÁSICA DAS ENGENHARIAS; • APLICAÇÃO EM PROJETOS, OBRAS, EQUIPAMENTOS, SOFTWARES; • INTEGRAÇÃO TEORIA E PRÁTICA; • RACIOCÍNIO, SIMULAÇÃO, DEDUÇÃO, EXERCÍCIO, ANÁLISE; • ESTABILIDADE ESTRUTURAL.

  21. NORMAS REGULATÓRIAS PARA USO DE MATERIAIS E DIMENSIONAMENTO • UTILIZADAS POR PROFISSIONAIS E EMPRESAS PARA PROJETAR, CALCULAR, EXECUTAR SERVIÇOS, EQUIPAMENTOS, OBRAS; • VARIAM DE PAÍS PARA PAÍS; • APLICAM-SE A CADA TIPO DE MATERIAL: NB-1: CONCRETO ARMADO, NB-11: MADEIRAS, NB-14: AÇO, NB 6.120: CARGAS, NB-6.123: VENTO; • ASTM (American Society for Testing of Materials) • ISO

  22. CONDIÇÕES DE SEGURANÇA • UMA ESTRUTURA COMO UM TODO OU SUAS PARTES PRECISAM: • EVITAR ATINGIR TENSÕES DE RUPTURA OU ESCOAMENTO; • DEFORMAR-SE ABAIXO DE LIMITES NORMATIVOS (ACUIDADE VISUAL, CONFORTO DOS USUÁRIOS); • TER CUSTO ECONÔMICO (RACIONALIDADE DE PROJETO E EXECUÇÃO); • TER BOM ASPECTO ESTÉTICO.

  23. COEFICIENTES DE SEGURANÇA(TAXA DE AMOR AO DIPLOMA) • AMPLIAM AS CARGAS NORMATIVAS, IMAGINANDO QUE PODEM SER NA REALIDADE MAIORES QUE AS PREVISTAS (EX: VENTO, SISMOS, NEVE, ETC); • REDUZEM AS CAPACIDADES DOS MATERIAIS, IMAGINANDO NÃO CUMPRIREM ESPECIFICAÇÕES DE CATÁLOGOS;

  24. ZONAS DE RUPTURA E SEGURANÇA TENSÕES RUPTURA ESCOAMENTO área de segurança zona elástica DEFORMAÇÕES DIAGRAMA TENSÃO X DEFORMAÇÃO NO AÇO COMUM

  25. DIMENSIONAR A ESTRUTURA E SEUS ELEMENTOS ( antes da execução) • ESCOLHER OS MATERIAIS; • CONHECIDAS AS CARGAS, CALCULAR AS DIMENSÕES DOS ELEMENTOS E DA ESTRUTURA PARA QUE OBEDEÇAM LIMITES DE TENSÃO E DESLOCAMENTOS, COM SEGURANÇA E ECONOMIA; P= 5 tf p = 1 tf/m viga 6,0 m 2,0 m (qual a dimensão do perfil metálico a ser usado?)

  26. VERIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS(após a execução) • VERIFICAR SE OS MATERIAIS USADOS E SUAS DIMENSÕES SÃO COMPATÍVEIS COM OS LIMITES NORMATIVOS OU AS CARGAS APLICADAS • TESTES (EXTENSÔMETROS PARA ANALISAR DEFORMAÇÕES, ULTRA-SOM) seção transversal da viga 30 cm 8 cm p = ? 50 cm 2,0 m 6,0 m 6 cm

  27. CARGAS EXTERNAS • PERMANENTES • DIREÇÃO, INTENSIDADE, SENTIDO, PONTO DE APLICAÇÃO CONSTANTES AO LONGO DA VIDA ÚTIL DA ESTRUTURA (EX: PESO PRÓPRIO) • ACIDENTAIS OU VARIÁVEIS • VARIAM AO LONGO DA VIDA ÚTIL (EX: VENTOS, PÚBLICO, TEMPERATURA ETC)

  28. CARGAS F momento fletor • CARGAS CONCENTRADAS Atuam em um ponto ou em área pequena, comparada com as dimensões da barra • CARGAS DISTRIBUÍDAS vento empuxo de água linearmente distribuídas uniformemente distribuídas

  29. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURASVÍNCULOS EXTERNOS E INTERNOS • APOIO FIXO (transmite esforços horizontais e verticais; não transmite momento fletor) • APOIO MÓVEL (transmite esforço na direção perpendicular ao movimento) • ENGASTE (transmite esforços e momento fletor) H V H = 0 V M H V

  30. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS b = n.º de barras (transmitem só esforços na direção de seu eixo longitudinal) F F n = n.º de nós ( pontos de encontro de barras ) nó c = n.º de chapas (transmitem esforços na horizontal, vertical e momentos)

  31. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS(quanto à geometria) • HIPOSTÁTICAS (b<3c+2n) - Exemplos chapa b=2 c=1 2 < 3.1 + 2.0 (1 grau de mobilidade) (movimento) (1) (1) 111 São estruturas com algum grau de mobilidade

  32. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS(quanto à geometria) Estruturas Isostáticas (b=3c+2n) – geometricamente determinadas b=2 n=1 c=1, b=3, n=0 c=1, b=3, n=0 viga barra (2) (1) poste nó (3) treliça plana Treliça plana (2) pórtico plano b=20, n=10, c=0 (2) (1) c=1, n=0 b=6 c=1, n=0 b=3 (2) (2) (2) (1)

  33. ESTRUTURAS ISOSTÁTICAS treliça em balanço articulação entre 2 chapas (2) (2) chapa chapa b=16, n=8,c=0 (1) (2) (2) arco b=6, c-2, n=0 chapa H H V V (2) (1) b=3, c=1, n=0

  34. ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS( b>3c + 2n) b=6, c=1, n=0 3 x hiper b=4, c=1, n=0 (3) (3) (2) (2) (2( engaste (1 vez hiperestática) b=4, c=1, n=0 1 vez hiper (2) (2) (2) (2) b= 23, n=10, c=0 3 x hiper arco bi-engastado b=6, c=1, n=0 3 vezes hiper (3) (3) engaste

  35. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS(QUANTO AO N.º DE ESFORÇOS) • No plano, a estrutura fica equilibrada se: • Soma de forças em x = 0 • soma de forças em y = 0 • soma de momentos em relação a qualquer ponto = 0 • Na estrutura hipostática, o número de incógnitas, (reações de apoio) é menor que o n.º de equações de equilíbrio equações de equilíbrio M A B movimento (3 equações, 2 incógnitas) V V A B

  36. ESTRUTURA ISOSTÁTICA N.º de equações de equilíbrio = n.º de reações de apoio + forças nos vínculos internos y C A N N ab bc α α B x P P (carga externa) Soma de forças em x = 0 .......................................... N = N Soma de forças em y = 0 .......................................... N = P / 2 x cos ab bc α ab

  37. EXEMPLO 1 y 1 tf 1 tf 1 tf 0,5 tf 1.0 m 0,5 tf H A 1.0 m A B x 1,50 m 1,50 m 1,50 m 1,50 m V V B A ∑ F em x = 0 ..... H = 1,0 tf ∑ F em y = 0 ...... V + V = 3 tf A B ∑ M em A = 0 ..... 1.1,5 + 1.3,0 + 1.4,5 – 0,5.2,0 – 0,5.1,0 – V .6,0 =0 V= 1,25 tf V = 1,75 tf B A B

  38. EXEMPLO 2 y R = p . L p M A H A A x engaste F V A ( L ) ( L / 2 ) ∑ F em x = 0 .... H = 0 A ∑ F em y = 0 ....V = p . L + F ∑ M = 0 .... M = p . L . L / 2 + F . L = p . L ² / 2 + F . L A A

  39. ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS( N.º DE EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO < N.º DE INCÓGNITAS) C N E N BC DE (Barrra rígida) H A A B B D D A F F 2 m 3 m 2 m 3 m V A V + N + N = F H = 0 A BC DE A ∑M = 0 .... N . 2,0 + N . 5,0 - F . 5,0 = 0 A BC DE Compatibilidade de deslocamentos (EQUAÇÃO COMPLEMENTAR) A B D Δ Δ Δ Δ B = D (barra deslocada) D B 2,0 5,0 Δ B = DESLOCAMENTO DA BARRA BC ( propor. a N ) 2 m 3 m BC Δ D = DESLOCAMENTO DA BARRA DE ( propor. a N ) DE

  40. EXEMPLO 3 Y F = 4 tf + p = 1 tf/m X H A 60 º V V B A 2 m 3 m 5 m 2 m ∑ F em x = 0 ... H = 4 . cos 60º = 2,0 tf A V = 9,2 tf A ∑ F em y = 0 .... V + V = 1 . 12 + 4 . sen 60º A B V = 6,3 tf ∑ M = 0 ...... 1 . 12 . 4,0 + 4 . sen 60º . 3,0 – V . 8,0 = 0 B A B

  41. EXEMPLO 4 Y 1 tf + 1 tf 1 tf H A B A X 0,5 m 0,5 tf 1 tf 1 tf V V 1 tf 1 tf B A 0,5 m 1,0 m 1,0 m 1,0 m 0,5 m ∑ F em x = 0 ... H = 0,5 tf A ∑ F em y = 0 .... V + V = 7 tf A B ∑ M = 0 ...... V . 4,0 – 0,5 . 0,5 – 1 (3,5 + 3,0 + 2,5 + 2,0 + 1,5 + 1,0 + 0,5) = 0 B A V = 3,56 tf e V = 2,44 tf A B

  42. EXEMPLO 5 y 2 tf / m + ∑ F em x = 0 ... 0,5 . 4 – H = 0 H = 2,0 tf 0,5 tf / m 0,8 tf A 4 m A M A x H A V A 1 m 4 m ∑ F em y = 0 .... V - 2 . 5,0 – 0,8 = 0 V = 10,8 tf A A ∑ M = 0 ...... 2 . 5,0 . 1,5 + 0,5 . 4,0 . 2,0 + 0,8 . 4,0 – M = 0 M = 22,2 tf . m A A

  43. EXEMPLO 6 1 tf / m Chapa 2 1 tf 0,5 tf / m β 1,5 m cos β = 4/5 = 0,8 Chapa 1 β 1,5 m sen β = 3/5 = 0,6 H H A C V V C A 4 m 2 m 2 m Sem abrir a estrutura : V - 1 . 4 - 1 . 0,8 + V = 0 ...... V + V = 4,8 tf 0,5 . 3 - H - 1. 0,6 - H = 0 .... H + H = 0,9 t 0,5 . 3 . 1,5 + 1 . 4. 2 + 1 . 0,8 . 6 - 1 . 0,6 . 1,5 - V . 8 = 0 ..... V = 1,77 tf V = 3,03 tf A C A C A C A C C C A

  44. Separando a estrutura na articulação B 1 tf / m Chapa 2 H Chapa 2 ........... 0,75 - 1 . 0,6 - H = 0 .... H = 0,75 tf 3,03 – 1 . 4 – 1 . 0,8 + V = 0 V = 1,77 tf ( bate!! ) B 1 tf B 1,5 m C C V β 1,5 m B H C C V C C 4 m 2 m 2 m V B H Chapa 1 B Chapa 1 ... V = V = 3,03 tf H = H = 0,5 . 3 / 2 = 0,75 tf (simetria) H 0,5 tf / m B A B H A A A B V A

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