ROTEIRO AULA PRÁTICA – QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS – MATERIAIS METÁLICOS

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS

Unidade: U4 – CLASSIFICAÇÃO E PROPRIEDADE DOS MATERIAIS

Aula: A1 – MATERIAIS METÁLICOS

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:
Analisar os dados de um ensaio de tração para obter as principais propriedades mecânicas desse material.

INFRAESTRUTURA

Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA

Equipamentos:

• Computador com acesso à internet (~ 1 unid. por aluno)

SOLUÇÃO DIGITAL

MDSolids – software educativo para estudo das propriedades e características de materiais e estruturas sob carregamento.
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.

Link: https://static-archives.git-pages.mst.edu/mdsolids/

EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)

Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPIs.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)

CONSTRUÇÃO DE UM DIAGRAMA TENSÃO/DEFORMAÇÃO PARA ANÁLISE DO MATERIAL

Atividade proposta:
Caracterização de um material através de suas principais propriedades mecânicas pela análise de um diagrama tensão/deformação.

Procedimentos para a realização da atividade:

Em seu AVA, você irá encontrar o link que dará acesso ao software MDSolids.

Ao acessar o link, uma tela inicial do software abrirá, semelhante à tela a seguir.

O software está em língua inglesa e não há como realizar a tradução para o português. Contudo, por ser bem didático e intuitivo, o fato de estar em outro idioma não dificultará sua utilização e execução da atividade proposta.

Para se familiarizar com o software, navegue por ele, explore cada módulo, recursos disponíveis e como ele poderá ser utilizado para aplicações futuras na área de materiais, auxiliando na compreensão de conteúdo.

Para dar início à atividade prática, abra o primeiro módulo (Problem Library) clicando sobre ele.

Escolhas iniciais no software:

Feito isso, aparecerá uma tela inicial em que algumas informações devem ser escolhidas.

Para execução da atividade, escolha as seguintes opções:

• Material Properties

• Stress-strain curves

Após selecionar, pressione o botão “Go” ao final da página.

Feito isso, abrirá uma nova tela para inserir as informações de força (force) e deformação (deformation/elongation) obtidas em um ensaio de tração.

As duas colunas em amarelo (force e deformation) são editáveis para colocar os valores obtidos no ensaio destrutivo de tração.

Dados para o experimento:

Configuração das unidades:

• Força (force): Newton (N)

• Comprimento (length): milímetro (mm)

• Pressão (stress): Mega Pascal (MPa)

• Deformação (strain): milímetro por milímetro (mm/mm)

Dados adicionais do ensaio:

• Comprimento efetivo (gage length): 0,3 m (300 mm)

• Área da seção transversal: 7,07 mm²

Utilize a unidade de área em milímetros quadrados (mm²) e insira esses dados no software.

Como há 25 dados de força e deformação (alongamento), ajuste a tabela para 25 linhas, utilizando as setas.

Plotagem do gráfico:

• Insira todas as informações na tabela.

• Clique no botão “Plot” para o programa construir o gráfico.

• O software calculará automaticamente os valores de tensão (stress) e deformação (strain) e gerará o diagrama tensão/deformação.

Esse é o gráfico que representa o comportamento mecânico do material analisado.

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

Com os dados obtidos no experimento, responda:

1. O material que está em análise é dúctil ou frágil? Por quê?

2. Quais os valores para tensão máxima e tensão de ruptura encontrados?

3. Com os dados fornecidos pelo diagrama, é possível calcular o módulo de elasticidade? Qual seu valor?

CHECKLIST

✓ Acessar seu AVA
✓ Clicar no link do software
✓ Utilizar o módulo “Problem Library”
✓ Ir para o tópico de propriedade dos materiais
✓ Modificar as unidades de medida das grandezas
✓ Construir a tabela com os dados fornecidos
✓ Plotar o diagrama e analisar os dados
✓ Avaliar os resultados

RESULTADOS

Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível compreender como construir um diagrama tensão/deformação e analisar as principais propriedades mecânicas do material avaliado.

ENTREGA

Descrição orientativa sobre a entrega da comprovação da aula prática:
Ao final dessa aula prática, o estudante deverá enviar um arquivo em Word contendo:

• As informações obtidas no experimento;

• Os cálculos realizados;

• Um texto conclusivo sobre as informações obtidas.

Observação: o arquivo não pode exceder o tamanho de 2 MB.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Descrição (em ABNT) das referências utilizadas.