Ponte de macarrao relatorio

KROTON IUNI – UNIC TANGARÁ DA SERRA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

DISCIPLINA: RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS PROFESSOR: FREDERICO DORE FRANCK

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Relatório de Projeto

Competição de Pontes de Espaguete

Trabalho

Alunos:

1. Joyce Gomes Fonseca 2. Natallia Pereira Magio

Nome do Projeto: Ponte do Sono

Professor: Frederico Dore Franck

Disciplina: Resistência dos Materiais

Curso: Engenharia de Produção

Maio/2014



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SUMÁRIO:

1. TEMA DO TRABALHO: 03

2. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO: 03

3. OBJETIVOS DO TRABALHO: 03

4. REGULAMENTO DA COMPETIÇÃO: 03

5. CONSTRUÇÃO: 07

6. DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS E ESTIMATIVA DE PONTO DE COLAPSO: 08

7. PONTOS A MELHORAR: 08

8. CONCLUSÕES: 09

Anexo 1 – Memorial de Calculo: 10

Anexo 2 – Desenho Técnico 11

Anexo 3 – Resultado do Processo de Simulação Software 12

Anexo 4 – Fotos do Desenvolvimento do Trabalho

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1. TEMA DO TRABALHO:

O tema do trabalho proposto é a construção e o teste de carga de uma ponte treliçada, utilizando macarrão do tipo

espaguete número 7 e variados tipos de colas conforme especificado no regulamento da competição. A ponte deve

ser capaz de vencer um vão livre de 1 metro e suportar uma carga de 15 kg na sua parte central, por 15 segundos

antes de atingir o ponto de colapso da estrutura. A construção da ponte deverá ser precedida da análise de algumas

opções possíveis de tipos de pontes e do projeto detalhado do tipo de ponte escolhida.

2. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO:

O trabalho foi realizado em grupo, sendo cada grupo formado por até 3 alunos da disciplina. Para a confecção da

Ponte, a equipe iniciou suas atividades no dia 05/04/2016, definindo o modelo inicial para elaboração do desenho

e simulação computacional do protótipo. O software utilizado para elaboração do desenho técnico foi ftool e o

software usado para realização da simulação dos testes de carga foi ftool, em anexo consta os resultados do

trabalho desenvolvido neste software (desenho técnico e resultado da simulação realizada). Com a definição do

modelo da ponte a equipe reuniu no dia 08/05/2016 para construção do 1° protótipo da ponte de macarrão. Com o

modelo definido e testado, a equipe se reuniu no dia 28/05/2016para a construção do modelo definitivo e

elaboração do relatório final de projeto.

3. OBJETIVOS DO TRABALHO:

O objetivo principal do trabalho proposto é motivar nos alunos o desenvolvimento de habilidades que lhes

permitam: aplicar conhecimentos básicos de Mecânica dos Sólidos para resolver problemas de Engenharia utilizar

computadores para resolver problemas de Engenharia projetar sistemas estruturais simples comunicar e justificar

seus projetos em forma oral e escrita trabalhar em grupo para executar seus projetos.

4. REGULAMENTO DA COMPETIÇÃO:

a) Disposições gerais:

1. Ao inscrever a ponte na competição, sugere-se que cada integrante do grupo doe um pacote de 500 g de massa

do tipo espaguete, que será repassado posteriormente a uma instituição de caridade.

2. Cada grupo poderá participar com apenas uma ponte.

3. Antes da realização dos testes de carga das pontes, cada grupo deverá apresentar uma estimativa do valor da

carga de colapso de sua ponte e uma lista dos materiais utilizados na sua construção.

4. Na semana anterior à realização dos testes de carga das pontes, será constituída uma comissão de fiscalização

presidida pelo professor da turma participante da competição e formada por alunos desta(s) turma(s). Esta

comissão estará encarregada de verificar se as pontes se adequam às prescrições do regulamento da competição.



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b) Normas para a construção da ponte:

1. A ponte deverá ser indivisível, de tal forma que partes móveis ou encaixáveis não serão admitidas.

2. A ponte deverá ser construída utilizando apenas massa do tipo espaguete número 7 da marca Barilla e colas

epoxi do tipo massa (exemplos de marcas: Durepoxi, Polyepox, Poxibonder, etc.) e do tipo resina (exemplos de

marcas: Araldite, Poxipol, Colamix, etc.). Será admitida também a utilização de cola quente em pistola para a

união das barras nos nós. Outros tipos de cola poderão ser admitidos se submetidos previamente à consideração do

professor da turma participante da competição.

3. O peso da ponte (considerando a massa espaguete e as colas utilizadas) não poderá ser superior a 1.000 g.

4. No limite de peso prescrito (1.000 g), não serão considerados o peso do mecanismo de apoio fixado nas

extremidades da ponte (descrito a seguir, no item 7), nem o peso da barra de aço para fixação da carga (descrito a

seguir, no item 10), que serão estimados em 150 g.

5. A ponte só poderá receber revestimento ou pintura com as colas permitidas.

6. A ponte deverá ser capaz de vencer um vão livre de 1 m, estando apoiada livremente nas suas extremidades, de

tal forma que a fixação das extremidades não será admitida.



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7. Na “parte inferior de cada extremidade da ponte deverá ser fixado um tubo de PVC para água fria de 1/2” de

diâmetro e 20 cm de comprimento para facilitar o apoio destas extremidades sobre as faces superiores (planas e

horizontais) de dois blocos colocados no mesmo nível. O peso dos tubos de PVC não será contabilizado no peso

total da ponte, como descrito no item 4.

8. Cada extremidade da ponte poderá prolongar-se até 5,0 cm de comprimento além da face vertical de cada bloco

de apoio. Não será admitida a utilização das faces verticais dos blocos de apoio como pontos de apoio da ponte.

9. A altura máxima da ponte, medida verticalmente desde seu ponto mais baixo até o seu ponto mais alto, não

deverá ultrapassar 50 cm.

10. A ponte deverá ter uma largura mínima de 5 cm e máxima de 20 cm, ao longo de todo seu comprimento.

11. Para que possa ser realizado o teste de carga da ponte, ela deverá ter fixada na região correspondente ao centro

do vão livre, no sentido transversal ao seu comprimento e no mesmo nível das extremidades apoiadas, uma barra

de aço de construção de 8 mm de diâmetro e de comprimento igual à largura da ponte. A carga aplicada será



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transmitida à ponte através desta barra. O peso da barra não será contabilizado no peso total da ponte, como

descrito no item 4.

c) Normas para a apresentação das pontes:

1. Cada grupo deverá entregar sua ponte já construída, acondicionada em uma caixa de papelão. A data da entrega

das pontes será fixada pela coordenação da competição.

2. No momento da entrega de cada ponte, membros da comissão de fiscalização da competição procederão à pesagem e medição da ponte e à verificação do cumprimento das prescrições deste regulamento. Após a entrega, a

ponte ficará armazenada em local a ser determinado pelo professor da(s) turma(s) participante(s) da competição,

até o momento da realização dos testes de carga.

d) Normas para a realização dos testes de carga:

1. A ordem da realização dos testes de carga das pontes corresponderá, na medida do possível, à ordem de entrega

das mesmas.

2. Cada grupo indicará um de seus membros para a realização do teste de carga de sua ponte. Durante o teste de

carga, o aluno deverá utilizar luvas de proteção para evitar acidentes no momento do colapso da ponte.

3. A carga inicial a ser aplicada será de 1 kg. Se após 15 segundos de ter aplicado a carga, a ponte não apresentar

danos estruturais, será considerado que a ponte passou no teste de carga mínima, e ela estará habilitada para

participar do teste da carga de colapso.

4. Se a ponte passou no teste da carga mínima, as cargas posteriores serão aplicadas em incrementos definidos pelo

membro do grupo que está realizando o teste. Será exigido um mínimo de 10 segundos entre cada aplicação de

incremento de carga.

5. Será considerado que a ponte atingiu o colapso se ela apresentar severos danos estruturais menos de 10

segundos após a aplicação do incremento de carga. A carga de colapso oficial da ponte será a última carga que a ponte foi capaz de suportar durante um período de 10 segundos, sem que ocorressem severos danos estruturais.

6. Se na aplicação de um incremento de carga ocorrer a destruição do ponto de aplicação da carga, será

considerado que a ponte atingiu o colapso, pela impossibilidade de aplicar mais incrementos de carga (ainda que o

resto da ponte permaneça sem grandes danos estruturais).

7. Após o colapso de cada ponte, os restos da ponte testada poderão ser examinados por membros da comissão de

fiscalização da competição, para verificar se na sua construção foram utilizados apenas os materiais permitidos.

Caso seja constatada a utilização de materiais não permitidos, a ponte estará desclassificada.

8. Em caso de empate de duas ou mais pontes com a mesma carga de colapso, será utilizado como critério de

desempate o peso menor e se persistir o empate, a doação de massa por parte do grupo. Se ainda persistir o empate, será considerada a ordem de entrega das pontes.



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9. Qualquer problema, dúvida ou ocorrência não contemplada neste regulamento, deverá ser analisada pela

comissão de fiscalização, e a decisão final sobre o assunto em questão caberá ao(s) professor (es) da(s) turma(s) participante(s) da competição.

5. CONSTRUÇÃO: Material utilizado para a construção da ponte.

– Material utilizado na construção da ponte

Foi utilizado um pacote e meio de macarrão marca Barilla número 7. Para conexão das junções da ponte foi

utilizado à cola marca durepoxi totalizando um total de uma caixinha grande e uma media desta cola. Também

utilizamos borrachinha pequena para travar os macarrões.

Iniciamos a construção da ponte fazendo as contagens de macarrões, começamos a fazer os bastões de macarrão

sendo que as bases com 35 macarrões e as do meio com 21, logo depois passado a cola araldite com um pincel

pequeno e deixado por algumas horas secando para começar a confecção da ponte e também utilizamos um tubo

de metal, para apoio da ponte. Exemplo dos bastões que montamos para iniciarmos a ponte:

– Inicio da construção ponte fotos



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O segundo passo para a construção da ponte, foi dar inicio a construção da base, que sustenta a ponte. Utilizamos

dois tubos de pvc e unimos aos bastões que foram feitos na primeira etapa. Depois de feita a base de apoio,

confeccionamos as peças mais reforçadas que é a estrutura da parte superior da ponte. Com as peças prontas,

colamo-las com a cola durepoxi.

As fotos da ponte depois de montada;

6. DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS E ESTIMATIVA DE PONTO DE COLAPSO:

Os materiais utilizados na elaboração da ponte foram:

Macarrão barillia numero 7

Cano pvc

Barra de aço de construção de 8 mm de diâmetro

Cola araldite

Cola durepoxi

Estimativa do valor da carga de colapso de sua ponte 100 kg



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7. PONTOS A MELHORAR:

Se nosso grupo desenvolvesse uma nova ponte, utilizamos o mesmo modelo de ponte que foi entregue no

protótipo e nos desenhos entregue ao professor, pois no analise que tivemos construindo o protótipo vimos que ela

é bem resistente, sendo assim seguiremos com ela na apresentação.

8. CONCLUSÕES:

Agregamos valioso conhecimento prático aplicando as teorias relacionadas. Nos diversos materiais

pesquisados, foi possível verificar que a definição da geometria da ponte, os tipos de materiais usados,

a correta aplicação dos cálculos e a correta execução do projeto foram fatores preponderantes para o

sucesso do nosso projeto. Enfim, mesmo com algumas interferências que o grupo não contava o

projeto da ponte foi realizado com sucesso.

9. BIBLIOGRAFIA:

WWW.ENGELETROFISICA.BLOGSPOT.COM.BR

WWW.DOCSLIDE.COM.BR

WWW.EBAH.COM.BR

http://www.engeletrofisica.blogspot.com.br/

http://www.docslide.com.br/

http://www.ebah.com.br/



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Anexo 1 – Memorial de Calculo

DADOS GERAIS DO MACARRAO BARILLA

• Número médio de fios de espaguete em cada pacote: 510

• Diâmetro médio: 1,8mm 10

• Raio médio: 0,9mm

• Área da seção transversal: 2,545 x 10-2 cm2

• Momento de inércia da seção: 5,153 x 10-5 cm4

• Comprimento médio de cada fio: 25,4cm

• Peso médio de cada fio inteiro: 1g

• Peso linear: 3,937 x 10-2 g/cm

• Módulo de Elasticidade Longitudinal: 36000kgf/cm2

CALCULO DE MASSA

8 barras de 30fios = 216gramas

18 barras de 21 fios = 340 gramas

2 barras de 120 fios = 216 gramas

Total de massa de macarrão = 772 gramas

Total de cola araldite = 85,15 gramas

Total da cola durepoxi =242,85 gramas

Total final da ponte = 1100,24 gramas



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Anexo 2 – Desenho Tecnico



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Anexo 3 – Resultado do Processo de Simulação Software

TRAÇAO

20/42,67 = 0,46= 1 fio

20/42,67 = 0,46 = 1 fio

34,5/42,67 = 0,82 = 1 fio

73,5/42,67 = 1,01 = 1 fios

20/42,67 = 4,83 = 0,46= 1 fios

34,8/42,67 = 0,82 = 1 fios

Compressão

67,71* (250)^2/27906*(0,9)^4 = V¨¨¨ 583,39=14,09 fios

67,71* (160)^2/27906*(0,9)^4 = V¨¨¨ 238,95=36,93 fios

67,71* (200)^2/27906*(0,9)^4 = V¨¨¨ 373,374=19,32 fios

67,71* (150)^2/27906*(0,9)^4 = V¨¨¨ 210,02= 30,43 fios



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Anexo 4 – Fotos do Desenvolvimento do Trabalho



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Engineering

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