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Universidade Federal do AmazonasPr-reitoria de Ensino e GraduaoFaculdade de Tecnologia Engenharia Mecnica

Tecnologia de Materiais de Construo MecnicaSeleo de Material

Manaus AM 2014Universidade Federal do AmazonasPr-reitoria de Ensino e GraduaoFaculdade de Tecnologia

Diego Luiz da Silva Fernandes 21104993Yara Neres Frana 21101414

Relatrio apresentado Faculdade de Tecnologia da Universidade Federal do Amazonas, como requisito avaliativo para obteno de nota parcial na disciplina de Tecnologia de Materiais de Construo Mecnica no quinto perodo do Curso de Graduao em Engenharia Mecnica.

Professor: Marcionilo Nery

Manaus AM 2014SUMRIOIntroduo4Descrio do problema6Descrio do produto6Critrios de seleo6Desenho6Clculos e desenvolvimento7Verificao no Mapa de Propriedade de Materiais8Materiais selecionados9Resultados9Concluso11Bibliografia12

INTRODUOA metodologia desenvolvida por Ashby em 1992 de seleo de materiais foi usada para identificar a melhor escolha dos materiais dos componentes.Cada material pode ser caracterizado por uma srie de atributos, como por exemplo: densidade, mdulo de elasticidade e resistncia. Durante a seleo de materiais, um conjunto de critrios deve ser adotado, e em muitos casos os atributos desejados possuem caractersticas conflitantes entre si, dessa forma necessrio trabalhar para aperfeioar a escolha. Alm dos atributos tcnicos do material, tambm deve se levar em considerao o custo e a disponibilidade daquele material ser encontrado no mercado. A vantagem dos mapas de propriedades o fato de tornar mais fcil a visualizao permitindo aos projetistas uma escolha otimizada, visto que h uma gama muito grande de materiais disponveis com um nmero significativo de combinaes de propriedades e que permite encontrar os materiais que apresentam o melhor compromisso entre as propriedades requeridas pelo projeto daquele componente.A estratgia proposta para selecionar o material foi esquematizada a seguir.

E para definir as condies de contorno do problema, que deixa bem claro qual a funo, restrio, objetivos e variveis livres que podem ser ajustadas para conseguir atingir a melhor relao entre os atributos do material para aquele objetivo.

1) Descrio do problema: Selecionar um material para uma muleta do tipo canadense.

2) Descrio do produto:

FunoTubo vazado para muletas

RestrioNo pode sofrer fratura por flambagemComprimento L especificadoFora mxima F especificadaRaios especificados

ObjetivoMinimizar custo

Variveis livresMdulo de Young ETenso de escoamentoEscolha do material

3) Critrios de seleo

4) Desenho

Dimenses

5) Clculos e desenvolvimentoA muleta pode ser comparada a uma coluna biapoiada, logo os clculos de flambagem so feitos a partir dessa configurao. Equaes utilizadas:(1)(2)(3)(4)(5)Clculo para a Tenso mxima () que o material suporta,

Clculo do Mdulo de Elasticidade (E),A partir da equao 1 temos,

Apenas com esses dois dados podemos traar os limites no Mapa de Propriedades.

Dados a serem levados em considerao, Para que o material no sofra flambagem, Tenso mxima () deve ser menor que Tenso crtica (), e menor que a Tenso de escoamento (), logo

Dessa forma, quanto maior a resistncia for escolhida no Mapa, menor ser o risco de o material flambar.Analisando a equao 3,

Podemos ver que quanto maior o Mdulo de Young, maior ser a Tenso crtica.Na mesma linha de raciocnio, quanto maior o Mdulo de Young, menor o risco de o material flambar.

6) Verificao no Mapa de Propriedade de Materiais

Fonte: ASHBY (2012)Fonte: ASHBY (2012)7) Materiais selecionados:Ao inoxidvelLiga de AlumnioLiga de Nquel CFRP8) ResultadosMdia das propriedades Mdulo de Young e densidade para os materiais selecionados:MaterialMdulo de Young (GPa)Tenso de Escoamento (Mpa)

Ao inoxidvel199,5585,0

Liga de Alumnio75,0265,0

Liga de Nquel205,0585,0

CFRP109,5800,0

Fonte: ASHBY (2012)Mdia da Densidade e Preo para os materiais selecionados:MaterialDensidade (kg/m)Preo($/kg)Custo/ Unid. Vol.($/m)

Ao inoxidvel7,85 6,8553.772,50

Liga de Alumnio2,70 1,604.320,00

Liga de Nquel8,89 35,00311.150,00

CFRP1,55 42,0065.100,00

Fonte: ASHBY (2012)Classificao por anlise de custo:ClassificaoMaterialCusto/ Unid. Vol.($/m)

1Liga de Alumnio4.320,00

2Ao inoxidvel53.772,50

3CFRP65.100,00

4Liga de Nquel311.150,00

Fonte: ASHBY (2012)

CONCLUSOA Seleo de Material uma atividade que atravessa um grande nmero de reas da engenharia no apenas Engenharia de Materiais, mas tambm Engenharia Mecnica e outras tantas mais. O desenvolvimento apresentado deve-se a M.F. Ashby e representa hoje a mais avanada metodologia disponvel. O uso dos Mapas de Propriedade dos materiais expressa a abordagem macroscpica no processo de seleo. O presente trabalho no discute como o processo de fabricao intervm nos procedimentos de seleo. Por fim importante realar que na prtica vrios requisitos devem ser obedecidos ao mesmo tempo. importante ento sistematizar os procedimentos de Seleo de Material via organizao de ideias para um produto final.

BIBLIOGRAFIAASHBY, Michael F. Materials Selection in Mechanical Design. 4. ed. Oxford: Butterworth-Heinemann,2012.