Atps 2012 - Mecanica Geral - Eng. Mecanica

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<ul><li><p>ATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADAS </p><p> Engenharia de Produo </p><p> 3 Srie Mecnica Geral </p><p>A atividade prtica supervisionada (ATPS) um mtodo de ensino-aprendizagem </p><p>desenvolvido por meio de um conjunto de atividades programadas e </p><p>supervisionadas e que tem por objetivos: </p><p> Favorecer a aprendizagem. </p><p> Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e eficaz. </p><p> Promover o estudo, a convivncia e o trabalho em grupo. </p><p> Desenvolver os estudos independentes, sistemticos e o autoaprendizado. </p><p> Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem. </p><p> Auxiliar no desenvolvimento das competncias requeridas pelas Diretrizes </p><p>Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduao. </p><p> Promover a aplicao da teoria e conceitos para a soluo de problemas </p><p>relativos profisso. </p><p> Direcionar o estudante para a emancipao intelectual. </p><p> Para atingir estes objetivos, as atividades foram organizadas na forma de um </p><p>desafio, que ser solucionado por etapas ao longo do semestre letivo. </p><p> Participar ativamente deste desafio essencial para o desenvolvimento das </p><p>competncias e habilidades requeridas na sua atuao no mercado de trabalho. </p><p> Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida </p><p>profissional. </p><p>AUTORIA: </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Faculdade Anhanguera de Jundia </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 2 de 11 </p><p>COMPETNCIAS E HABILIDADES </p><p>Ao concluir as etapas propostas neste desafio, voc ter desenvolvido as competncias e habilidades descritas a seguir. </p><p> Aplicar conhecimentos matemticos, cientficos, tecnolgicos e instrumentais engenharia; </p><p> Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados; Planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e servios de engenharia; Identificar, formular e resolver problemas de engenharia; </p><p>DESAFIO </p><p>O grupo de alunos realizar um trabalho de clculos matemticos para auxlio aos engenheiros mecnicos de uma empresa montadora de tratores e guindastes. fundamentas que os clculos sejam bem explicados com relao aos problemas prticos propostos. </p><p>Ser entregue ao final desse trabalho em memorial de clculos detalhado, com todas as passagens e contas expressas claramente, bem como a resposta a alguns questionrios relevantes ao desafio proposto. </p><p>O trabalho do grupo objetivar auxiliares os engenheiros da equipe, no desenvolvimento do projeto de um guindaste movido por esteiras. Para tal, o gerenciamento do projeto coordenou e definiu etapas seqenciais da participao do grupo de alunos no projeto. </p><p>Produo Acadmica Descrio do que ser produzido. Relatrios parciais, com os resultados das pesquisas realizadas em cada etapa. Memorial de clculos intermedirios com as respostas das questes. Relatrio final detalhado com a resoluo do desafio, feito etapa por etapa e incluindo </p><p>memorial de clculo detalhado, explicado e com todas as passagens das contas indicadas. </p><p>Participao Para a elaborao desta atividade, os alunos devero previamente organizar-se em </p><p>equipes de 05 a 08 participantes e entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina. Essas equipes sero mantidas durante todas as etapas. </p><p>Padronizao O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas </p><p>da ABNT1, com o seguinte padro: em papel branco, formato A4; </p><p>1 Consulte o Manual para Elaborao de Trabalhos Acadmicos. Unianhanguera. Disponvel em: </p><p>. </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 3 de 11 </p><p> com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; espaamento de 1,5 entre linhas; se houver citaes com mais de trs linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com um </p><p>recuo de 4cm da margem esquerda e espaamento simples entre linhas; com capa, contendo: </p><p> nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; nome e RA de cada participante; ttulo da atividade; nome do professor da disciplina; cidade e data da entrega, apresentao ou publicao. </p><p>ETAPA 1 </p><p> Aula-tema: Esttica dos pontos Materiais. Esta atividade importante para que voc desenvolva a aplicao dos conceitos de fora e </p><p>suas componentes e aplique esses conceitos para solucionar problemas de equilbrio, cuja fora resultante do sistema de foras estudado nula. </p><p>Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos. </p><p>PASSOS </p><p>Passo 1 </p><p>Leia e estude no captulo 3 do PLT os tpicos 3.1 Condies de Equilbrio de um Ponto Material, 3.2 Diagrama de Corpo Livre e 3.3 Sistemas de Foras Coplanares. </p><p>Passo 2 </p><p>Discuta e resolva os exemplos 3.1, 3.2, 3.3 e 3.4. </p><p>Passo 3 </p><p>Leia, com ateno, as informaes que seguem abaixo para determinar as foras atuantes no ponto material dado na figura abaixo: Seja o problema de engenharia exposto na figura 1, a qual mostra a articulao O de uma das trelias do guindaste, cujo pino atua como ancoragem das quatro barras da estrutura da trelia. Esse pino de articulao deve ser projetado para resistir aos esforos atuantes nesta juno. </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 4 de 11 </p><p> Figura 1 Trelias do guindaste </p><p> De acordo com os conhecimentos apresentados em classe, as leituras e os estudos recomendados nos passos 2 e 3, para o desenvolvimento do clculo dos esforos no pino, pode-se considerar o pino como um ponto material O e, portanto, as foras atuantes, desconhecidas sero determinadas, aplicando-se ao ponto O as condies de equilbrio Fx=0 e Fy=0. Determine todas as foras no ponto material. DICA: Inicialmente, projeta-se cada uma das foras envolvidas, conhecida ou no, nos eixos cartesianos, expressando cada uma delas em funo de seus vetores unitrios i e j. Posteriormente, com o auxlio das condies de equilbrio, possvel calcular as foras desconhecidas F1 e F2 que atuam no pino, para que o engenheiro possa ento dimension-lo. </p><p>ETAPA 2 </p><p> Aula-tema: Corpos Rgidos Sistemas de Foras equivalentes. Esta atividade importante para que voc desenvolva a aplicao dos conceitos de vetor </p><p>posio, fora e suas componentes e, de momentos. </p><p>PASSOS </p><p>Passo 1 </p><p>Leia e estude no captulo 4 do PLT os tpicos 4.1 Momento de uma fora Formulao escalar, 4.2 Produto Vetorial, 4.3 Momento de uma fora Formulao Vetorial e, 4.4 Princpio dos Momentos. </p><p>Passo 2 </p><p>Leia a definio abaixo: O momento de uma fora em relao a um ponto ou um eixo fornece uma medida da tendncia dessa fora em provocar uma rotao em torno desse ponto ou desse eixo. O momento de uma fora F em relao ao ponto, ou eixo o expresso pelo produto vetorial: </p><p>45 </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 5 de 11 </p><p> Mo = r x F onde: O vetor posio deve ser expresso por: r = rx i + ry j O vetor fora deve ser expresso por: F = Fx i + Fy j Discuta e resolva os exemplos 4.1, 4.2, 4.3 e 4.4 </p><p>Passo 3 </p><p>Uma das vigas estruturais do guindaste em estudo est mostrada pela figura que segue. A viga AB, em questo, est representada nas unidades de medida do Sistema Usual Americano (FPS). Informe equipe de engenharia, no Sistema Internacional (SI), qual o momento gerado pelo conjunto de cargas F1, F2, e F3 em relao ao ponto de engastamento A. </p><p> Figura 2 Esquema de vigas do guindaste </p><p>Passo 4 </p><p>Como sugesto, compare os resultados entre efetuar todos os clculos no FPS, fazendo a converso do resultado final para o SI. Converta, inicialmente, cada uma das medidas do desenho para os SI para depois efetuar o clculo do momento. Discuta e conclua qual o melhor procedimento. Explique e embase sua concluso. </p><p>ETAPA 3 </p><p> Aula-tema: Equilbrio de Corpos Rgidos. Esta atividade importante para que voc desenvolva a aplicao dos conceitos de fora e </p><p>momento, aplicando esses conceitos para solucionar problemas de equilbrio de corpos rgidos, cuja fora resultante do sistema de foras estudado nula e o momento resultante desse sistema tambm nulo. </p><p>Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos. </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 6 de 11 </p><p>PASSOS </p><p>Passo 1 </p><p>Leia e estude no captulo 5 do PLT os tpicos 5.1 Condies de Equilbrio para um Corpo Rgido, 5.2 Diagrama de Corpo Livre e 5.3 Equaes de Equilbrio. Discuta e resolva os exemplos 5.1, 5.3, 5.4, 5.6, 5.7, 5.9 e 5.10. </p><p>Passo 2 </p><p>Leia as informaes abaixo: A operao de equipamentos para movimentao de cargas requer treinamento, preciso e prudncia do operador, porque o risco de acidente est sempre presente. Para auxiliar o operador na preveno de acidentes por tombamento do guindaste em projeto, mostrado na figura que segue, o painel da cabina est equipado com instrumentos que mostram o nivelamento do veculo em relao ao solo para mant-lo nivelado durante as operaes, indicam a fora peso da carga iada e, tambm o ngulo da posio da lana. A cabina tambm deve ser equipada com uma tabela que aponta ao operador, o ngulo mnimo que pode ser aplicado lana da mquina, de acordo com a carga iada e o contrapeso ideal colocado no ponto G3, para que no ocorra tombamento da mquina. Os dados de projeto fornecidos pela equipe de engenheiros so: Peso da mquina sem contrapeso - 100 kN (Centro de Gravidade G1) Peso da Lana - 25 kN (Centro de Gravidade G2) Peso de cada contrapeso - 5 Kn (Centro de Gravidade inicial G3) Nmero total de contrapesos - Trs Centro de gravidade do mdulo quadrado das esteiras - Eixo de giro do guindaste Posio sequencial de montagens dos contrapesos a1 = 0,9 m; a2 = 1,1 m e a3 = 1,3 m Capacidade mxima de carga do guindaste 15 kN - Limitada pelo cabo de ao ngulo mnimo atingido pela lana sem carga 10 - Limitado por batentes. </p><p>1,8 m 1,2 m 0,9 m </p><p>10,0 m </p><p>15,0 m </p><p>G3 </p><p>a </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 7 de 11 </p><p>Figura 3 - Guindaste </p><p>Passo 3 </p><p>Desenvolva, calcule e construa, para o guindaste do projeto em questo, a tabela que fornece o valor mnimo do ngulo , em graus, para as cargas variando em intervalos de 1 kN, conforme modelo na sequncia, considerando-se um coeficiente de segurana de 20% sobre o ngulo mnimo terico calculado. Segue abaixo uma sugesto de modelo da tabela: </p><p>Tabela 1 Mnimo de ngulo de trabalho com a mquina nivelada Peso da carga [kN] </p><p>ngulo mn. sem contrapeso </p><p>ngulo mn. um contrapeso </p><p>ngulo mn. dois contrapesos </p><p>ngulo mn. trs contrapesos </p><p>0 10 10 10 10 1 2 etc. </p><p>Passo 4 </p><p>Faa uma crtica ao coeficiente de segurana adotado pela engenharia do Produto. Seria ele realmente suficientemente seguro para evitar acidentes, durante a operao do guindaste? Opine e embase suas razes. </p><p>ETAPA 4 </p><p> Aula-tema: Centrides e Baricentro. O centro de gravidade das estruturas e corpos est diretamente associado estabilidade </p><p>desses conjuntos. Esta atividade importante para que voc desenvolva a aplicao dos conceitos de centrides e centros de gravidade para solucionar problemas de equilbrio e, futuramente em projetos estruturais. </p><p>Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos. </p><p>PASSOS </p><p>Passo 1 </p><p>Leia as consideraes abaixo: Conforme observado em aula, o baricentro ou centro de gravidade de uma placa homognea de espessura constante coincide com o centride da figura plana. Esse centride est diretamente associado ao momento de primeira ordem ou, momento esttico, que calculado, desenvolvendo-se o somatrio dos produtos de reas e distncias em relao a determinado eixo. A localizao do centride para uma figura plana composta realizada atravs da relao entre o momento esttico da figura plana considerada e a sua rea. A localizao das </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 8 de 11 </p><p>coordenadas do centride da figura composta feita por meio das seguintes expresses matemticas: </p><p>Passo 2 </p><p>Discuta em grupo e resolva passo-a-passo o exemplo 9.10 do PLT. </p><p>Passo 3 </p><p>Considere as informaes a seguir: A figura abaixo mostra um olhal de iamento, produzido por uma chapa de ao de espessura constante, para a qual a posio de seu centro de gravidade desconhecida. Objetivando encontrar a posio do centro de gravidade do olhal em questo, o projetista posicionou os eixos x e y de seu referencial, conforme mostrado na figura que segue </p><p> Figura 4 Olhal de iamento </p><p>Passo 4 </p><p>Localize o centro de gravidade deste olhal do guindaste, fornecendo ao projetista as coordenadas desse ponto em relao aos eixos por ele escolhidos. </p><p>ETAPA 5 </p><p> Aula-tema: Cargas distribudas sobre Vigas, Reaes nos Apoios. Esta atividade importante para que voc desenvolva a aplicao dos conceitos de cargas </p><p>distribudas sobre vigas e, pelos conceitos de centrides, de fora, de momento e, de equilbrio, calcule as reaes nos apoios da viga em estudo. </p><p>Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos. </p><p>r1 = 60 mm </p><p>r2 = 35 mm </p><p>120 mm </p><p>100 mm </p><p>51 mm </p><p>x </p><p>y </p><p>=</p><p>i</p><p>ii</p><p>AAx</p><p>X</p><p>=</p><p>i</p><p>ii</p><p>AAy</p><p>Y</p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 9 de 11 </p><p>PASSOS </p><p>Passo 1 </p><p>Leia e estude no captulo 4 do PLT o tpico 4.10 Reduo de um sistema simples de Cargas Distribudas. Discuta em grupo e resolva os exemplos 4.21 e 4.22. </p><p>Passo 2 </p><p>Suponha que a equipe de engenharia destinou seu grupo para fazer o levantamento bsico de dados para o projeto de uma das vigas do guindaste. Aps a obteno das informaes e levantamentos iniciais, o grupo representou a viga da plataforma do corpo do guindaste, com os esforos de cargas distribudas conforme a figura esquemtica na sequncia. </p><p> Figura 5 Viga do guindaste </p><p>Passo 3 </p><p>Complemente o trabalho, para informar aos engenheiros quais so as foras exercidas pelos apoios A e B na viga do projeto. Para tal, localize o centride da figura esquemtica das cargas distribudas, calcule a carga concentrada equivalente, desenhe o diagrama do corpo livre e, finalmente, calcule a reao nos apoios A e B da viga em estudo. </p><p>ETAPA 6 </p><p> Aula-tema: Momento de Inrcia. Esta atividade importante para que voc, por meio dos clculos do momento de inrcia </p><p>de figuras planas em relao aos eixos baricntricos da seo transversal de vigas, desenvolva o aprendizado da aplicao dessa importante ferramenta, no dimensionamento da resistncia mecnica dessas vigas. </p><p>Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos. </p><p>1,2 kN/m </p><p>4,2 m </p><p>0,8 kN/m </p><p>3,0 m </p></li><li><p>Engenharia de Produo - 3 Srie - Mecnica Geral </p><p>Sidney Occhipinti </p><p>Pg. 10 de 11 </p><p>PASSOS </p><p>Passo 1 </p><p>Leia e estude no captulo 10 do PLT os tpicos 10.1 Definio de Momentos de Inrcia de reas, 10.2 Teorema dos Eixos Paralelos para uma rea e, 10.5 Momentos de Inrcia de reas Compostas. Discuta em grupo e resolva passo-a-passo os exemplos 10.5 e 10.6. </p><p>Passo 2 </p><p>Considere as informaes abaixo: O momento de inrcia ou momento de segunda ordem calculado desenvolvendo-se os produtos de reas por distncias ao quadrado, em relao a determinado eixo. O momento de inrcia da rea da seo transversal de uma viga em relao ao eixo que passa pelo seu centride a ferramenta que fornece ao engenheiro a dimenso de resistncia dessa viga em relao s cargas e esforos sob os quais ela ser submetida. No estudo para o projeto de uma das vigas estruturais do guindaste, o engenheiro avaliou que a viga a ser utilizada para o carregamento...</p></li></ul>