Aula Prática Resistência dos materiais

Aula Prática Resistência dos materiais

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

Unidade: U1_INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS TENSÕES

Aula: A1_TRELIÇAS

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

– Realizar cálculo de reação em estruturas para verificar as reações oferecidas pelos

apoios.

– Aplicar os conceitos teóricos de tensões de cisalhamento nas ligações de uma treliça,

utilizando um software de análise de resistência dos materiais.

SOLUÇÃO DIGITAL: MDSolids

O MDSolids é um software educativo para estudantes de Resistência de Materiais. É constituído

por um conjunto de módulos que compreendem os seguintes temas: comportamento de pilares e

vigas, flexão, torção, esforço axial, estruturas estaticamente indeterminadas, treliças,

propriedades de secções e círculo de Mohr.

O software pode ser acessado em: https://static-archives.git-pages.mst.edu/mdsolids/.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES

Procedimento/Atividade no 1

CÁLCULO DE REAÇÃO E ANÁLISE ESTRUTURAL

Atividade proposta: Calcular as reações de apoio de uma viga bi-apoiada e analisar as forças

atuantes em uma estrutura treliçada sob aplicação de um carregamento P. Para isso, será

necessário realizar os cálculos primeiramente à mão e, depois, utilizar o software a fim de

conferência dos resultados.

1. Cálculo de reação de uma viga bi-apoiada

A viga bi-apoiada, apresentada na figura 1, está em equilíbrio estático. Dessa forma, apresente

as reações que os apoios A e B oferecem.

Figura 1 – Viga bi-apoiada sob esforços mecânicos

Público3

Fonte: elaborada pelo autor.

2. Análise das forças em estrutura treliçada submetida a um carregamento P

Na treliça, representada pela figura 2, um carregamento P é aplicado sobre ela. É dado que a =

2m; P = 40 kN e a barra 3 possui comprimento 2m. Apresente os valores das forças 1, 2, 3, 4 e 5

que atuam na treliça.

Figura 2 – Estrutura treliçada sob carregamento P

Fonte: https://goo.gl/rgwavZ, acessado em 21/10/2022.

Procedimentos para a realização da atividade:

O primeiro passo consiste em calcular as reações de apoio de uma viga bi-apoiada. Feito isso,

analisar as forças atuantes em uma estrutura treliçada sob aplicação de um carregamento P.

1. Cálculo de reação de uma viga bi-apoiada

Para realização dessa atividade, acesse o software Viga OnLine no link:

https://www.aprenderengenharia.com.br/viga-online. Agora, será necessário construir a

treliça no software com as informações dadas através da figura 1. Ao abrir o link, teremos a tela

inicial do software Viga Online conforme figura 3.

Público4

Figura 3 – Tela inicial do Software Viga Online

Fonte: Elaborada pelo autor.

Acrescentamos o comprimento total da viga e clicamos em “Adicionar apoio” 2 vezes, pois temos

2 apoios. Nesse momento, descrevemos a posição e o tipo de cada apoio: apoio A fixo (pino) no

início da viga (0m) e apoio B móvel (rolete) a 3m do início. A figura 4 apresenta esse processo.

Figura 4 – Informação dos apoios da estrutura

Fonte: Elaborada pelo autor.

Próximo passo consiste em acrescentar as cargas. Pela figura 1, temos 2 cargas variáveis

atuantes na viga. Assim, clicamos em “Adicionar carga” 2 vexes e preenchemos as informações.

Nesse caso, a carga 1 de 8kN é do tipo distribuída, iniciando em 0m com 0N até 3m com 8kN

(8000N). A carga 2 também é distribuída, iniciando em 3m com 8kN (8000N) até 6m com 4kN

(4000N). A figura 5 Apresenta esse processo.

Figura 5 – Aplicação das cargas

Público5

Fonte: Elaborada pelo autor.

Feiro isso, desça a página e a viga está pronta (Figura 6)!

Figura 6 – Viga bi-apoiada sob esforços mecânicos

Fonte: Figura elaborada pelo autor.

Compare com a viga fornecida pelo exercício (figura 1) e se estiver ok, clique em “Resolver viga”.

O software fará os cálculos de reação e fornecerá os resultados (figura 7) e, ainda, trará

explicações de como desenvolver os cálculos. Por fim, faça os cálculos de forma manual,

aplicando os conceitos vistos em aula, e compare os resultados.

Figura 7 – Cálculo de reação

Fonte: Figura elaborada pelo autor.

Público6

2. Análise das forças em estrutura treliçada submetida a um carregamento P

Para a realização desta atividade, primeiramente deve-se abrir o software MDSolids. Em seguida

clicar no quadrado Trusses na aba MDSolids Modules, conforme figura 8.

Figura 8 – Tela inicial do software MDSolids.

Fonte: Elaborado pelo autor.

Dentro do módulo de treliça, acione o botão New Truss e defina os espaçamentos de referência

para inserção da treliça, para esta atividade insira espaçamento de 2m na horizontal e 2m na

vertical, conforme figura 9.

Figura 9 – Interface de inserção dos dados da treliça.

Fonte: Elaborado pelo autor.

Público7

Agora com o item Create acionado, crie as barras (member), os apoios (supports) e por último os

carregamentos (loads) de acordo com o enunciado, conforme figura 10.

Figura 10 – Interface do módulo de treliça.

Fonte: Elaborado pelo autor.

Após inseridos todos os dados, acione o botão compute para determinar os resultados dos

esforços, conforme figura 11. Por fim, faça os cálculos de forma manual, aplicando os conceitos

vistos em aula, e compare os resultados.

Figura 11 – Resultados dos esforços da treliça.

Público8

Fonte: Elaborado pelo autor.

Avaliando os resultados:

1. Faça o cálculo de reação para a estrutura bi-apoiada apresentada na Figura 1 e encontre as

reações que os apoios A e B oferecem para manterem a estrutura e equilíbrio. Compare os valor

com os obtidos através do software. São iguais?

2. Calcule os valores para as forças 1, 2, 3, 4 e 5 que atuam nas barras da treliça apresentada

pela Figura 2. Compare os valor com os obtidos através do software. São iguais?

Checklist:

Parte 1

✓ Abrir o Viga Online;

✓ Construir a viga segundo as informações fornecidas;

✓ Clicar em Resolver Viga para obter os resultados.

Parte 2

✓ Abrir o software MDSolids;

✓ Acionar o botão Trusses na aba MDSolids Modules;

✓ Acionar o botão New Truss;

✓ Inserir as barras (member), os apoios (supports) e por último os carregamentos (loads).

✓ Acionar o botão compute para obter os resultados.

✓ Avaliar os resultados.

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RESULTADOS

Resultados do experimento:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações

obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito

das informações obtidas e as referências bibliográficas ABNT, quando houver. O arquivo não

pode exceder o tamanho de 2Mb.

Resultados de Aprendizagem:

Como resultados dessa prática será possível compreender como realizar o cálculo de reação em

estrutas isostáticas, do tipo viga e treliça, encontrando as reações que os apoios oferecem para

mater a estrutura em equilíbrio e as demais inforações necessárias para análise estrutural.

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CONTINUA …