Testes de arrancamento de pregos em compósitos à base de fibras naturais

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Iago Lobo Castilhos
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1 Testes de arrancamento de pregos em compósitos à base de fibras naturais Aluno: Edson Sabino da Silva Orientador: José Roberto M. d'almeida Introdução Este trabalho visa realizar testes de arrancamento de pregos fixos em placas de compósitos à base de fibras naturais. Tal procedimento consiste em aplicar força no sentido de arrancar os pregos fixados até que eles falhem. A confecção desses corpos não é o foco deste projeto, nos restando, apenas, a tarefa de executar os ensaios, coletar e interpretar os dados obtidos. Para efetuar os experimentos, verificou-se a necessidade de criar mecanismos específicos, logo este trabalho também abordará tal elaboração Outro ponto importante a é verificar se os dispositivos desenvolvidos ao longo deste projeto podem ser reutilizados em ensaios similares com corpos de prova diferentes. Além dos ensaios, pretende-se comparar os resultados colhidos aos valores de painéis oferecidos comercialmente à base de madeira. No futuro, compósitos similares aos testados podem ser usados na fabricação de móveis, por exemplo. Devido a dificuldades laboratoriais e de projeto, apenas os equipamentos ficaram prontos atém a entrega deste relatório. Metodologia Os ensaios seguem a norma ASTM D1037 na seção Nail Withdrawl. Nela, além das dimensões dos corpos de prova, é apresentado um esquema possível de dispositivos a serem usados na execução dos testes. Além do fato de faculdade não dispor desses equipamentos, o esboço proposto precisou ser adequado às limitações espaciais da máquina de ensaios, por isso optou-se pelo projeto e fabricação dos mesmos. As alterações de ordem dimensional foram: Reduzir o número de vigas; Reduzir o espaçameto entre as vigas; Retirar parte do material das vigas. Ao substituir 4 vigas tipo L por duas tipo U, economiza-se em material, pois os 2 parafusos laterais não serão necessários. Em razão da pouca disponilidade de espaço a largura da base foi encurtada. Consequentemente, a posição dos parafusos de fixação base-vigas e o tamalho das mesmas foi alterado. A presença de um botão de segurança do maquinário forçou a retirada de material das vigas. Com o intuito de previnir qualquer efeito de geometria nos testes a mesma quantidade de material foi cortada de ambos os lados das vigas.

2 Abaixo (figura 1), está disposto esboço inicial apresentado na norma Figura 1 Proposta da norma Outro fator limitante foi o custo de fabricação. Como as peças são complexas, o preço da usinagem é elevado, logo, para reduzir gastos, todo material empregado na fabricação veio das oficinas da faculdade. A norma indica o uso aço na confecção, porém não específica qual, logo optou-se pelo aço AISI 1020 (tensão máxima de 420 MPa) já que a carga experimentada pelos componentes não será elevada. Contudo, esses insumos não tinham a espessura do requerida pela norma, logo as medidas foram adaptadas e as seguintes mudanças foram feitas A esspessura das vigas se tornou 3 mm O diâmetro foi reduzido Uso de porcas e arruelas A espessura das vigas foi o maior impecílio encontrado, pois ela implica em área menor para a usinagem da porca. Portanto, foi imperativo diminuir os diâmetros dos fixadores afim de tornar a montagem rígida. Para compensar essa perda, foram adicionadas arruelas e porcas ao projeto e parafusos de aço de alta resistência. Por fim, também foi preciso desenvolver uma garra para puxar a cabeça do prego. Nessa etapa, o elemento foi projetado exclusivamente para este trabalho, pois o recomendado pela norma previa o uso de cabo, o que é inviável dada a máquina de ensaio disponível.

3 A solução encontrada foi utilizar duas vigas tipo L e um pino, que fixa o conjuto À máquina. Assim como os outros materiais, o pino vem das oficinas da faculdade para poupar custos. O desenho e a montagem se encontram abaixo Material É importante salientar que apenas os parafusos, as porcas e as arruelas foram compradas. Abaixo estão descritos os materiais empregados na fabricação do dispositivo e da garra 4 parafusos escareado Allen M4x20 de alta resistência 4 arruelas M4 4 Porcas M4 2 vigas U aço AISI 1020 Chapa de aço AISI vigas L de aço AISI pino de aço inox AISI parafuso M12x30 1 porca M12 1 arruela M12 Conclusões Observamos que a garra e o dispositivo atendem os requisitos básicos, portanto estão aptos a operar em futuros testes. Anexos Figura 2 Pino

4 Figura 4 Aba Figura 3 Garra montada

5 Figura 5 Desenho da viga

6 Figura 6 Desenho da base

7 Figura 7 Dispositivo montado

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