Bancada didática de uma mesa vibratória para análise de materiais

Resumo

Objetivo do Trabalho

O objetivo do Trabalho é a construção de uma bancada didática de uma mesa vibratória onde as análises e ensaios didáticos realizados são para compor as aulas práticas das disciplinas de dinâmica, estruturas metálicas e vibrações de sistemas mecânicos. Para estruturas metálicas os alunos projetam e constroem maquetes estruturais, sendo essa maquete colocada na mesa vibratória e submetida a valores graduados de vibração até o seu colapso, verificando assim a resistência estrutural, já para dinâmica e vibrações serão verificadas as amplitudes do movimento de corpos sobre molas para serem vibrados em diferentes frequências na mesa vibratória, onde o comportamento será observado a olho nu, ou seja, análise de sistemas de amortecimento, além das análises da própria vibração.

Metodologia Aplicada

A metodologia foi executada em duas partes

A primeira parte foi composta pela análise dos materiais utilizados, equipamentos, sensores e construção do protótipo. Os materiais utilizados foram uma chapa metálica 600mm x 600mm, 4 cantoneiras de 600mm, 4 metalons 50x50, 800mm cada pé, um motor de vibração sem escova, com entrada de tensão de 12V/24V DC, energia de 60W ~ 100W, com capacidade de aguentar 30kg, 4000 rpm da c.c do motor, com regulador de velocidade para o alimentador, ajustável ao girar o botão controlador de velocidade, podendo chegar até o grau 9, variando de 0 à 4000 rpm, 4 molas. Para a construção, foi utilizado como inspiração alguns modelos de mesas vibratórias mais simples, onde todas as partes da bancada foram feitas e juntadas uma de cada vez com soldagem, por isso, foi necessário a ajuda de um profissional na área da solda.

A segunda parte foi as análises e ensaios para a validação e eficácia da mesa vibratória para fins didáticos. Foram feitas medições de amplitudes com molas variadas e frequência de vibrações variando de acordo com a variação das engrenagens de velocidade. Foram feito testes com algumas estruturas metálicas com pesos variados, mas sem ultrapassar os 30Kg de resistência do motor.

Resultados Principais

A mesa vibratória atingiu o objetivo de ser construída e funcionar corretamente, porém, não foram feito testes até atingir o seu rompimento, devido a isso, até o momento, sua capacidade de resistência pode atingir até 30 Kg e foram encontrados alguns “problemas”, que podem ser estudados com mais ênfase, como por exemplo, o fato de ela não estar fixa no chão quando executado os testes, com essa falha, perde muito o impacto que a verdadeira vibração pode causar nela, e também, como as peças são soldadas, fica difícil o teste com diferentes molas, que são responsáveis por fazer o movimento de subir e descer da mesa, quanto mais rígida for a mola, o movimento fica mais difícil de se olhar, a olho nu.

Conclusão

Conclui-se que o objetivo foi atingido com sucesso, sendo esse, a construção de uma bancada didática de uma mesa vibratória para o uso em salas de aula. Porém, deve ser considerado o fato de que pode fazer alguns ajustes específicos para se ter um resultado mais preciso nas análises feitas, como trocar as molas do protótipo e mantes a base fixa no chão ao ser utilizada.

Essa bancada irá proporcionar aos alunos de Engenharia Civil, uma aprendizagem lúdica e divertida nas aulas onde se faz necessário a análise de resistência de materiais, proporcionando para eles, um material didático de qualidade e que pode ser melhorado cada vez mais pelos próprios alunos.