Dispositivos didáticos para o ensino do comportamento de estruturas mecânicas

Abstract

Com o objetivo de exemplificar e facilitar o entendimento de conceitos chave de engenharia envolvendo mecânica dos sólidos, foram elaborados e modelados computacionalmente dispositivos para a demonstração dos fenômenos de flexão, cisalhamento transversal e longitudinal, dilatação térmica, variações de uma estrutura treliçada com diferentes tipos de conexões e flambagem de painéis. Para exemplificar o comportamento de uma viga sujeita à flexão ou a cisalhamento, foi elaborado, simulado e construído um dispositivo composto por três tábuas de madeira. Para a dilatação térmica, foi elaborado um dispositivo composto por uma barra de aço, o qual foi instrumentado com um extensômetro e sujeitado a uma variação de temperatura e a deformação causada por essa variação de temperatura foi medida com um sistema de aquisição de dados. Uma estrutura treliçada que pode ser adaptada com três tipos de conexões (haste rígida, fios e tecido) foi proposta e construída, demonstrando também o fenômeno de flambagem de placas. Também foram simulados computacionalmente o comportamento de colunas esbeltas com diferentes tipos de apoio para representar o fenômeno de flambagem de colunas e o resultado foi comparado qualitativamente com dados teóricos. Além disso, foi desenvolvido e impresso por manufatura aditiva um diferencial de modo a demonstrar seu funcionamento.