ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

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 seções

• Círculo de Mohr

Acesse 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.

• Realizar os cálculos à mão

• Utilizar o software para conferência dos resultados

1. Cálculo de reação de uma viga bi-apoiada

• A viga bi-apoiada está em equilíbrio estático. Apresente as reações que os apoios A e B oferecem.
  (Figura 1 – Viga bi-apoiada sob esforços mecânicos)

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

• Dados:

  • a = 2m

  • P = 40kN

  • Barra 3 = 2m

• Apresente os valores das forças 1, 2, 3, 4 e 5.
  (Figura 2 – Estrutura treliçada sob carregamento P)

PROCEDIMENTOS

Parte 1: Cálculo de reação – Software Viga Online
Link: https://www.aprenderengenharia.com.br/viga-online

1. Adicione o comprimento total da viga

2. Clique em “Adicionar apoio” duas vezes

3. Apoio A (fixo/pino) em 0m

4. Apoio B (móvel/rolete) em 3m

5. Adicione cargas conforme a Figura 1:

   • Carga 1: distribuída de 0m a 3m (0N a 8000N)

   • Carga 2: distribuída de 3m a 6m (8000N a 4000N)

6. Clique em “Resolver Viga” para obter os resultados

7. Compare com os cálculos manuais

Parte 2: Treliça – Software MDSolids

1. Acesse o MDSolids

2. Clique em “Trusses”

3. Clique em “New Truss”

4. Defina espaçamento: 2m horizontal e vertical

5. Insira:

   • Barras (member)

   • Apoios (supports)

   • Carregamentos (loads)

6. Clique em “Compute”

7. Compare os resultados com os cálculos manuais

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

1. Cálculo de reação na viga: compare os valores manuais e do software.

2. Forças nas barras da treliça: compare os valores manuais e do software.

CHECKLIST

Parte 1
✓ Abrir o Viga Online
✓ Construir a viga segundo as informações
✓ Clicar em “Resolver Viga”

Parte 2
✓ Abrir o MDSolids
✓ Acessar “Trusses”
✓ Criar nova treliça
✓ Inserir barras, apoios e cargas
✓ Calcular
✓ Avaliar os resultados

RESULTADOS

Entrega final:
Arquivo em Word contendo:

• Informações obtidas

• Cálculos manuais

• Texto conclusivo

• Referências ABNT (se houver)

Tamanho máximo: 2MB

RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

• Compreensão de cálculo de reação em estruturas isostáticas (vigas e treliças)

• Análise de reações nos apoios e forças internas

UNIDADE: U2_CONCEITOS DE TENSÃO E DEFORMAÇÃO

AULA: A3_COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS

OBJETIVOS

• Aplicar os conceitos teóricos de comportamento dos materiais utilizando o MDSolids

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento/Atividade nº 1

DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA DE UM ELEMENTO ESTRUTURAL

• Determinar a deformação na barra (Figura 1)

• Segmento AC: E = 250 GPa

• Segmento CD: E = 200 GPa

• Calcular manualmente e conferir no MDSolids

USO DO MDSOLIDS

1. Abrir o software

2. Clicar em “Problem Library”

3. Seguir o caminho:
   Axial Deformation > Segmented axial members > Horizontal axial members > Rod areas specified

4. Ajustar unidades e preencher os dados nas células amarelas

5. Calcular (botão “Compute”)

6. Observar resultados: alongamentos, forças, tensões

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

1. Qual a deformação na barra?

2. Resultados manuais e do software foram iguais? Houve divergência? Por quê?

CHECKLIST

✓ Abrir MDSolids
✓ Navegar até o exercício
✓ Ajustar unidades e preencher dados
✓ Calcular
✓ Avaliar resultados

RESULTADOS

Entrega:
Arquivo Word com:

• Informações do experimento

• Cálculos

• Texto conclusivo

• Referências ABNT (se houver)

Tamanho máximo: 2MB

RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

• Análise do comportamento de materiais sob esforços axiais

UNIDADE: U3_ESTUDO_DAS_RELAÇÕES_TENSÃO-DEFORMAÇÃO

AULA: A3_ESTADO_PLANO_DE_TENSÕES

OBJETIVOS

• Aplicar os conceitos teóricos de estado plano de tensões usando o MDSolids

PROCEDIMENTO/ATIVIDADE nº 1

TENSÕES PRINCIPAIS PARA O ESTADO DE TENSÃO

• Calcular tensões principais (Figura 1)

• Obter o círculo de Mohr

• Calcular à mão e conferir no MDSolids

USO DO MDSOLIDS

1. Acessar “Mohr’s Circle”

2. Inserir as tensões normais e cisalhamento

3. Ajustar unidades

4. Clique em “Compute” e “Details”

5. Analisar:

   • Tensões principais

   • Tensão de cisalhamento máxima

   • Ângulos dos planos

   • Círculo de Mohr

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

1. Quais as tensões principais?

2. Os resultados do software e cálculo à mão foram iguais?

3. Apresente o círculo de Mohr

CHECKLIST

✓ Abrir MDSolids
✓ Acessar “Mohr’s Circle”
✓ Inserir valores
✓ Ajustar unidade
✓ Calcular e avaliar

RESULTADOS

Entrega:
Arquivo Word com:

• Informações

• Cálculos

• Círculo de Mohr

• Texto conclusivo

• Referências ABNT (se houver)

Tamanho máximo: 2MB

RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

• Análise de tensões principais

• Construção e interpretação do círculo de Mohr

UNIDADE: U4_ESTUDO DE TORÇÃO NO REGIME ELÁSTICO

AULA: A1_TENSÕES NO REGIME ELÁSTICO

OBJETIVOS

• Aplicar os conceitos teóricos de torção no regime elástico utilizando o MDSolids

PROCEDIMENTO/ATIVIDADE nº 1

TORQUE E CISALHAMENTO EM UM TUBO

• A Figura 1 mostra o tubo

• Determinar o torque aplicado, sabendo que a tensão de cisalhamento é de 120MPa

• Calcular à mão e conferir no software

USO DO MDSOLIDS

1. Acessar “Torsion”

2. Tela abre automaticamente

3. Ajustar unidades

4. Inserir valores do enunciado

5. Clique em “Compute” para obter o resultado

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

1. Qual o torque T obtido?

2. Os resultados manuais e do software são iguais?

CHECKLIST

✓ Abrir MDSolids
✓ Acessar “Torsion”
✓ Ajustar unidades
✓ Inserir dados
✓ Calcular
✓ Avaliar

RESULTADOS

Entrega:
Arquivo Word com:

• Informações do experimento

• Cálculos

• Texto conclusivo

• Referências ABNT (se houver)

Tamanho máximo: 2MB

RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

• Análise da tensão de cisalhamento e torque em eixos circulares vazados