O roteiro como a instituição entrega
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ATIVIDADE PRÁTICA – RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
TORÇÃO EM EIXOS
Na aula 1 vimos que existem alguns parâmetros essenciais para se projetar um eixo, onde esforço de torção é decorrente da potência transmitida numa determinada rotação especificada. Além disso, na aula 2 vimos que é possível determinar as tensões principais de um eixo, provenientes de cargas combinadas, a fim de projetá-lo corretamente. E na Aula 3 aprendemos sobre o critério de falha de Von Mises. Esses parâmetros podem ser obtidos por meio de cálculos como mostrado nas aulas 1, 2 e 3, e através do uso de softwares.
Objetivo Geral: Esta atividade prática tem por objetivo geral permitir que o aluno obtenha os parâmetros de projeto de um eixo, submetido a cargas de torção, através de um software online gratuito. Além de obter os parâmetros de projeto com o software, o aluno deverá realizar os cálculos conforme os modelos apresentados pela nas aulas 1, 2 e 3.
Os links dos softwares podem ser encontrados na aula 7 do AVA – ATIVIDADE PRÁTICA, ou logo abaixo neste guia, e possui o seguinte aspecto:
Primeiro software: https://amesweb.info/Torsion/torsion-of-shaft-calculator.aspx
Segundo software: https://amesweb.info/StressStrainTransformations/PlaneStressPrincipalStressCal/PrincipalStressCalculator.aspx
Objetivo específico: Como estamos trabalhando com o dimensionamento de eixos, esta atividade prática tem por objetivo específico determinar através dos softwares e por meio de cálculos:
- Tensão de cisalhamento do eixo:
- Ângulo de torção:
- Tensões principais normais:
- Tensão máxima de cisalhamento:
- Tensão principal média:
- Ângulo das tensões principais:
- Ângulo de tensão de cisalhamento máximo: ou
- Tensão de Von Mises:
- Círculo de Mohr
Para obter os parâmetros acima, você deve inserir nos softwares os dados iniciais conforme o número do seu RU. A seguinte tabela apresenta uma relação dos valores a serem inseridos com o número do seu RU:
Primeiro software:
| Parâmetros iniciais | Valores utilizados no software e nos cálculos |
|---|---|
| Torque (Nm) | (Soma dos 4 últimos números do seu RU) x 200 |
| Rotação (rpm) | (Soma dos 4 últimos números do seu RU) x 100 |
| Raio externo (mm) | (Soma dos 3 últimos números do seu RU + 80 mm)/2 |
| Raio interno (mm) | (Soma dos 3 últimos números do seu RU + 50 mm)/2 |
| Comprimento do eixo (mm) | Soma dos 2 últimos números do seu RU + 100 mm |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | (Soma dos 4 últimos números do seu RU) x 10 |
| Parâmetros iniciais | Valores utilizados no software e nos cálculos |
|---|---|
| Torque (Nm) | (3+2+1+0) x 200 = 1200 |
| Rotação (rpm) | (3+2+1+0) x 100 = 600 |
| Raio externo (mm) | ((2+1+0) + 80)/2 = 83/2 = 41,5 |
| Raio interno (mm) | ((2+1+0) + 50)/2 = 53/2 = 26,5 |
| Comprimento do eixo (mm) | (1+0) + 100 = 101 |
| Módulo de cisalhamento (GPa) | (3+2+1+0) x 10 = 60 |
Segundo software:
| Parâmetros iniciais | Valores utilizados no software e nos cálculos |
|---|---|
| Tensão normal x (MPa) | (Soma dos 4 últimos números do seu RU) x 10 |
| Tensão normal y (MPa) | (Soma dos 4 últimos números do seu RU) x 5 |
| Tensão de cisalhamento (MPa) | Tensão de cisalhamento máxima obtida no projeto de eixo |
| Parâmetros iniciais | Valores utilizados no software e nos cálculos |
|---|---|
| Tensão normal x (MPa) | (3+2+1+0) x 10 = 60 |
| Tensão normal y (MPa) | (3+2+1+0) x 5 = 30 |
| Tensão de cisalhamento (MPa) | Tensão de cisalhamento máxima obtida no projeto de eixo. Para este exemplo de RU |
ETAPA I: Com os parâmetros iniciais, você deverá inseri-los nos softwares e assim obter os valores da tensão de cisalhamento do eixo, ângulo de torção, tensões principais normais e a tensão máxima de cisalhamento, conforme exemplo, lembrando que após inserir os parâmetros iniciais, você deverá clicar no botão Calcular:
Obs: Se o valor dos parâmetros iniciais conforme seu RU não der um número inteiro, utilize ponto e não vírgula nos softwares. Exemplo: 41.5 e não 41,5. Além disso, fique atento que o eixo é vazado, então tique a opção Eixo oco (Hollow shaft) e preste atenção com relação às unidades.
No exemplo, os softwares nos devolveram os seguintes valores:
- Tensão de cisalhamento do eixo:
- Ângulo de torção:
- Tensões principais normais: e
- Tensão máxima de cisalhamento:
- Tensão principal média:
- Ângulo das tensões principais:
- Ângulo de tensão de cisalhamento máximo:
- Tensão de Von Mises:
- Círculo de Mohr: Conforme imagem anterior referente ao círculo de Mohr
- ETAPA II: Com os parâmetros iniciais, você deverá determinar analiticamente, por meio das equações, os respectivos valores solicitados:
- Tensão de cisalhamento do eixo: , onde
- . Assim
- Ângulo de torção: que multiplicado por é igual a
- Tensões principais normais:
- . Assim e
- Tensão máxima de cisalhamento:
- Tensão principal média:
- Ângulo das tensões principais:
- Ângulo de tensão de cisalhamento máximo: ou
- Tensão de Von Mises:
- Círculo de Mohr
- Desenhe o círculo de Mohr (pode ser manuscrito no caderno e depois tire uma foto e cole neste roteiro). Veja o exemplo:
Importante: Os resultados obtidos via softwares e através dos cálculos (ETAPA I e ETAPA II), devem ser postados na área trabalhos no AVA, através de um documento escaneado em pdf ou foto com BOA LEGIBILIDADE. Não esqueça de inserir as imagens dos softwares com os resultados no documento. De preferência anexe somente um documento com todos os resultados, contendo as duas ETAPAS.
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Sobre este texto
Transcrição do roteiro entregue pela instituição, com a estrutura preservada. Nenhum dado de professor, aluno ou contato aparece aqui — foram removidos antes da publicação. O texto está no ar para que você saiba o que a atividade pede antes de começar; ele não contém resolução.
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