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USP/PEF2308/Trabalho de PEF2308 - Ponte de Macarrão - Relatório Final

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Integrantes do grupo:

  • Antonio Carlos Rossini Jr. NUSP 4938938
  • Felipe Corrêa da Silva Sanches NUSP 4941223
  • Rafael Humberto de Lima Moretti NUSP 4939453

IntroduçãoEdit

Algumas das coisas que nos propomos a fazer no relatório inicial, não foram completamente alcançadas. Foram montados apenas 2 protótipos de pontes e não foi feita a previsão de suporte máximo destas pois estava fora do escopo do curso e do conhecimento dos integrantes deste grupo. Foram consultados alguns livros sobre o assunto na biblioteca da Engenharia Civil.

Primeira ponteEdit

Esta ponte foi feita utilizando-se arestas feitas, cada uma, com 5 fios de macarrão inteiros número 8. Os fios foram presos utilizando fita de cola nas extremidades de cada aresta. O tamanho de cada aresta era cerca de 25 cm de comprimento.



Problemas encontrados Edit

Irregularidades na estrutura Edit

Como era a primeira ponte que estávamos construindo, encontramos alguns problemas de ordem prática. As arestas acabaram ficando um pouco tortas devido a imperfeições na conexão feita com fita colante.

Isso fez com que a ponte ficasse assimétrica, e portanto, a distribuição de forças calculada computacionalmente não confere com a realidade do experimento.

A aresta central, sobre a qual estávamos carregando a ponte, era muito frágil e quebrou durante os testes. Para melhor distribuir os esforços sobre a ponte, construimos uma aresta central mais resistentes feita de muitos fios de macarrão (cerca de 6 ou 7 vezes a espessura das outras arestas). Desta forma, a aresta central não rompeu com o esforço concentrado, o distribuindo para as outras arestas da ponte.

Falta de estabilidade lateral Edit

Não colocamos uma aresta cruzando o retângulo na lateral da ponte. Este erro de projeto tornou a ponte mais instável e colaborou para que a ponte tombasse para um dos lados ao ser carregada.

Durante o carregamento de peso feito durante a apresentação ficou claro que este foi o fator mais importante para o colapso da ponte.

Treliça superior Edit

Por erro de projeto, as arestas tinham o comprimento típico de um fio de espaguete inteiro. quando lembramos que haveria a necessidade de uma treliça superior percebemos que não havia fio de espaguete com o comprimento necessário (a hipotenusa do triângulo teria comprimento maior).

Segunda ponte Edit

Com o know-how aprimorado... Edit

A segunda ponte que construímos foi feita com mais cautela. Utilizamos arestas feitas de apenas um segmento de macarrão, cada. Estes segmentos tinham cerca de 6 centímetros e afderam unidos usando-se fita de cola transparente.

Descrição geométrica Edit

A estrutura da ponte é baseada em uma seqüência de treliças. As duas laterais da ponte se encontram em uma linha única na parte superior, e estão dispostas sobre uma base retangular. A seção perpendicular a esta ponte tem forma triangular, diferentemente da primeira ponte (que tem seção retangular), garantindo também a estabilidade lateral da ponte.

Comparando com a primeira ponte Edit

A distribuição de esforços e a estabilidade nessa ponte foram muito melhores do que na primeira. Entretanto, por ser menor, e ter apenas um segmento de macarrão por aresta, esta ponte é certamente mais frágil.

Simulação computacionalEdit

Foi utilizado o programa FTOOL para fazer a análise da ponte 1.

No dia da apresentação foram exibidos alguns diagramas gerados pelo programa. Entretanto, a simulação não estava correta. As imagens corrigidas estão dispostas neste documento.

Diagrama das forças axiais Deformação com fator de escala 40 Diagrama das forças cortantes Diagrama dos momentos fletores

Conclusão Edit

Aprendizado Edit

Este trabalho foi uma grande oportunidade para aprendermos mais sobre como simular estruturas usando o software FTOOL e a parte prática do projeto também foi bastante interessante. Além disso, durante a parte de montagem e testes das pontes pudemos adquirir técnicas de montagem e tentar usar conhecimentos para estimar quão resistentes eram os modelos utilizados.

Hobbies Edit

Ficamos um pouco frustrados pelo fato de as pontes contruídas serem muito simples. A contrução das pontes nos foi agradável e estamos pensando em contruir outros modelos de pontes durante as próximas férias de fim-de-ano como um hobbie. Foi também interessante notar como a construção foi muito mais fácil do que imaginávamos ser. Fica também, como motivação para o hobbie, a vontade de corrigir os erros cometidos na execução deste trabalho.

Sobre o processo de escrita dos relatórios Edit

Fora do escopo da disciplina, mas aproveitando o espaço para fazer a observação, este projeto nos serviu também como prova de conceito do uso de tecnologias de trabalho colaborativo. Os dois relatórios foram escritos utilizando um software de wiki. Um wiki é um tipo de website onde os visitantes podem colaborar livremente com conteúdo. Desta forma, os 3 integrantes do grupo puderam dinamicamente criar os relatórios evitando situações pouco produtivas como por exemplo: "Ei, fulano, estou editando o .doc que você enviou para o meu email..." e "Fulano e Ciclano, mandem-me suas versões para que eu possa juntar à minha".

Os dois relatórios e outros materiais criados pelos integrantes estão online no wiki:

http://students.wikia.com/wiki/USP

Referências Edit

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