atps-2014 2 eng mecanica 5 mecanismo dinamica maquinas
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Para estudantes de engenhariaTRANSCRIPT
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ATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADAS
Engenharia Mecnica
5 Srie Mecanismo e Dinmica das Mquinas
A atividade prtica supervisionada (ATPS) um procedimento metodolgico de
ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas
programadas e supervisionadas e que tem por objetivos:
Favorecer a aprendizagem.
Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e
eficaz.
Promover o estudo, a convivncia e o trabalho em grupo.
Desenvolver os estudos independentes, sistemticos e o autoaprendizado.
Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem.
Auxiliar no desenvolvimento das competncias requeridas pelas Diretrizes
Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduao.
Promover a aplicao da teoria e conceitos para a soluo de problemas
prticos relativos profisso.
Direcionar o estudante para a busca do raciocnio crtico e a emancipao
intelectual.
Para atingir estes objetivos a ATPS prope um desafio e indica os passos a
serem percorridos ao longo do semestre para a sua soluo.
A sua participao nesta proposta essencial para que adquira as
competncias e habilidades requeridas na sua atuao profissional.
Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida
profissional.
AUTORIA:
Marcelo C. Barbeli
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Marcelo C. Barbeli
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COMPETNCIAS E HABILIDADES
Ao concluir as etapas propostas neste desafio, voc ter desenvolvido as competncias e habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares Nacionais, descritas a seguir.
Aplicar conhecimentos matemticos, cientficos, tecnolgicos e instrumentais Engenharia.
Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos. Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e grfica. Desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e tcnicas.
Produo Acadmica Relatrios parciais, com os resultados e execuo dos clculos, e pesquisas
realizadas nas Etapas 1 a 4. Texto final em Word ou editor de texto similar. Trabalho escrito final, contendo todos os clculos, desenhos, diagramas, grficos e
tabelas pertinentes soluo do problema.
Participao Para a elaborao desta atividade, os alunos devero previamente organizar-se em
equipes de trs a cinco participantes e entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina. Essas equipes sero mantidas durante todas as etapas.
Padronizao O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as
normas da ABNT1, com o seguinte padro: em papel branco, formato A4; 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 recuo de 4cm da margem esquerda e espaamento simples entre linhas; com capa, contendo:
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.
DESAFIO
O trabalho em questo deve ser realizado em grupo, e o memorial de clculo e desenhos ser entregue ao professor na data definida pelo mesmo, respeitando-se os prazos de entrega de cada etapa.
1 Consulte o Manual para Elaborao de Trabalhos Acadmicos. Unianhanguera. Disponvel em:
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Esta atividade muito importante para a vida prtica, pois vai agregar os conhecimentos adquiridos ao longo do curso e exigir de cada um o conhecimento tcnico de mecnica aplicada a mquinas e mecanismos.
Ao final de cada etapa, o grupo dever entregar uma produo concreta, que consiste em memorial de clculo, desenhos e diagramas de esforos para a situao-problema.
Objetivo do desafio
Neste desafio vocs devero resolver uma situao-problema referente anlise das solicitaes em um macaco tipo sanfona de automvel (anlise de deflexes e tenses).
ETAPA 1 (tempo para realizao: 5 horas)
Aula-tema: Energia cintica de um ponto material.
Esta atividade importante para que voc desenvolva uma anlise de solicitaes de um macaco sanfona para automvel.
Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Entenda o desenho da situao-problema proposta. Temos uma pea (macaco sanfona) com as medidas dimensionais e esforos aos quais est submetida, indicando as condies de trabalho.
Figura 1 Desenho do macaco Fonte: Projeto de mquinas: uma abordagem integrada2.
2 NORTON, R.L. Projeto de mquinas: uma abordagem integrada. Porto Alegre: Artmed, 2004.
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Passo 2 (Equipe)
Elabore um croqui do desenho, para entender as solicitaes no equipamento. Seu croqui deve conter as dimenses fsicas, esforos e ser amplo o bastante para haver clareza na montagem do diagrama de foras.
Passo 3 (Equipe)
Considere, no desenho, a fora P=1000 lb (4448 N) na posio mostrada pelo vetor na parte superior da figura e analise o equipamento como bidimensional, ou seja, a fora aplicada pelo carro e o macaco esto exatamente na vertical.
Passo 4 (Equipe)
Considere que as aceleraes so desprezveis, que o piso onde est o macaco est nivelado, e que o ngulo do carro elevado no implica um momento de tombamento sobre o macaco. Dessa forma, analise o problema considerando que todas as foras so coplanares e bidimensionais.
ETAPA 2 (tempo para realizao: 5 horas)
Aula-tema: Princpio de impulso e quantidade de movimento; movimento impulsivo; princpio do trabalho e energia para um corpo rgido e livre.
Esta atividade importante para que voc defina o diagrama de foras aplicadas ao equipamento.
Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Faa uma anlise esttica do problema (considere o modelo de solicitaes de classe 1) e encontre a fora Fg.
Passo 2 (Equipe)
Construa um diagrama de corpo livre para todo o macaco (utilize como modelo a figura a seguir). Considere a simetria do macaco, para facilitar a anlise.
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Figura 2 Diagrama do corpo livre do macaco Fonte: Projeto de mquinas: uma abordagem integrada3.
Passo 3 (Equipe)
Escreva, com base no diagrama de corpo livre, as equaes para clculo das solicitaes. Analise os dados fornecidos na Tabela 1, a seguir, para auxiliar na resoluo da situao-problema.
3 NORTON, R.L. Projeto de mquinas: uma abordagem integrada. Porto Alegre: Artmed, 2004.
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Tabela 1 Valores para clculo do problema
Fonte: Projeto de mquinas: uma abordagem integrada4.
Passo 4 (Equipe)
Resolva as equaes, utilize softwares como Matlab (com licenas disponveis na faculdade Anhanguera), ou uma calculadora cientfica, para chegar aos resultados. Entregue o memorial de clculo ao professor, para correo.
ETAPA 3 (tempo para realizao: 5 horas)
Aula-tema: Energia cintica de um corpo rgido.
Esta atividade importante para que voc aprenda a desenvolver clculos em estruturas dinmicas.
Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Faa uma anlise de deflexo e tenso do macaco sanfona (Figura 1) e determine as tenses e deflexes nos pontos crticos do macaco. O macaco suporta um carregamento de at 2.000 lb
4 NORTON, R.L. Projeto de mquinas: uma abordagem integrada. Porto Alegre: Artmed, 2004.
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no total (1.000 lb em cada lado), a largura dos elos 1,032 in, e suas espessuras so iguais a 0,15 in. O parafuso tem rosca - 13 UNC, com dimetro da raiz de 0,406 in.
Passo 2 (Equipe)
Execute os clculos, considerando todas as peas de ao dctil com E=30 Mpsi e Sy= 60 kpsi.
Passo 3 (Equipe)
Faa uma considerao sobre os pontos mais provveis de falha, e a que tipos de falhas esses pontos esto sujeitos.
Passo 4 (Equipe)
Rena todos os clculos executados e desenhos (croquis), em um relatrio, entregue-o ao professor e discuta tais clculos.
ETAPA 4 (tempo para realizao: 5 horas)
Aula-tema: Energia cintica de um corpo rgido.
Esta atividade importante para que voc desenvolva a viso espacial do conjunto em anlise.
Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Considere, no macaco da Figura 1, dois conjuntos de elos (um de cada lado) e que os dois lados compartilham o carregamento igualmente, e efetue novamente uma anlise esttica. Os clculos devem ser organizados de forma a constarem no relatrio a ser entregue ao professor.
Passo 2 (Equipe)
Calcule a tenso de trao e a deformao axial do parafuso. Estes clculos tambm devero constar no relatrio a ser entregue ao professor.
Passo 3 (Equipe)
Calcule as tenses de esmagamento no furo de maior carregamento, nos pinos e na raiz dos dentes. Estes clculos tambm devero constar no relatrio a ser entregue ao professor.
Passo 4 (Equipe)
Escreva todos os clculos, figuras, tabelas e croquis e construa um relatrio final. Esse relatrio deve ser entregue ao professor e validar a avaliao final do trabalho.
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Livro Texto da disciplina: BEER, P. Ferdinand; JOHNSTON, E. R. Jr. Mecnica Vetorial para Engenheiros: Cinemtica e Dinmica. 5a ed. So Paulo.: Makron Books, 2004.