Relatório (Versão Final)

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Materiais de Construo Mecnica II2010/2011

PolmerosRelatrio dos trabalhos tericos e prticosAutores:

Grupo 3M6-4 Diogo Neto (em11035) Pedro Macedo (em11039)

Docentes:

Prof. Antnio Torres Marques Eng. Paulo Carvalho Neves

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MCM-II

Relatrio da parte II Polmeros

2010/2011

ndice

PARTE 1 TRABALHO TERICO ............................................................................. 4P1.1 Introduo ...................................................................................................................... 4 P1.2 Produo de Fibras de Carbono ..................................................................................... 9 P1.2.1 Processo de Fabrico da Fibra de Carbono ............................................................... 9 P1.2.2 Tecidos de Fibra de Carbono ................................................................................. 13 P1.3 Resinas.......................................................................................................................... 14 P1.3.1 Resina Epxido ...................................................................................................... 15 P1.4 Produo de Quadros de Bicicleta ............................................................................... 17 P1.4.1 Transferncia de Resina por Moldao (RTM) ...................................................... 18 P1.5 Concluses.................................................................................................................... 20 P1.6 Bibliografia ................................................................................................................... 21

PARTE 2 TRABALHO PRTICO ............................................................................ 22P2.1 Introduo .................................................................................................................... 22 P2.2 Identificao de polmeros ........................................................................................... 23 P2.2.1 Metodologia de identificao ............................................................................... 23 P2.2.2 - Resultados dos ensaios .......................................................................................... 25 P2.2.3 Anlise dos resultados........................................................................................... 26 P2.2.4 Polietileno.............................................................................................................. 27 P2.2.5 Concluses............................................................................................................. 28 P2.2.6 - Resultados dos ensaios .......................................................................................... 28 P2.3 Ensaio traco............................................................................................................ 29 P2.3.1 - Metodologia ........................................................................................................... 29 P2.3.2 Resultados/Anlise dos ensaios ............................................................................ 30 P2.3.3 Concluses............................................................................................................. 33 2

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Relatrio da parte II Polmeros

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P2.3.3 Bibliografia ............................................................................................................ 33 P2.4 Ensaios traco a diferentes velocidades .................................................................. 34 P2.4.1 - Metodologia ........................................................................................................... 34 P2.4.2 - Resultados dos ensaios .......................................................................................... 35 P2.4.3 Concluses............................................................................................................. 37 P2.5 Resoluo do Exerccio de Dimensionamento ............................................................. 38

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PARTE 1 TRABALHO TERICO

Quadros de Bicicletas de Ciclismo em Fibra de Carbono

P1.1 IntroduoLeonardo da Vinci idealizou e transps para manuscritos, datados de 1490, desenhos de uma mquina muito semelhante s modernas bicicletas, dotada inclusivamente de pedais e traco por corrente. No entanto, no existe qualquer exemplar produzido pelo mesmo.

Figura 1 Bicicleta idealizada por Leonardo da Vinci; [1]

Na Frana, em 1790, surgiu um transporte, baptizado de celerfero, criado pelo Conde de Sivrac. A sua construo era baseada na unio de duas rodas do mesmo tamanho, atravs de uma tbua de madeira na qual o condutor sentava. O movimento era originado pelo respectivo condutor, apoiando alternadamente os ps no cho. O veculo foi sucesso imediato, especialmente entre os jovens, apesar da dificuldade de lhe conferir a direco desejada.

Figura 2 - Celerfero; [2]

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Em 1817, na Alemanha, o Baro Drais aperfeioou o celerfero instalando um eixo vertical na roda dianteira, permitindo guiar o engenho. A este novo veculo concedeu-se o nome de Draisiene, figura 3.

Figura 3 Draisiene;[3]

Na Esccia, por volta de 1855, instalado, por intermdio do ferreiro Kirkpatrick MacMillan, um mecanismo biela manivela numa bicicleta que tinha por base a Draisiene. Desenvolveu assim o veculo que ficou conhecido como velocpede, figura 4. Este dispositivo deu a bicicleta mais rapidez e estabilidade.

Figura 4 Velocpede;

O francs Pierre Michaux, em 1865, melhorou o velocpede, trocando a roda da dianteira pela de trs, substituindo o mecanismo biela manivela por pedais, provocando grande avano na tecnologia, figura 5. Pierre Michaux era um ferreiro fornecedor de peas para carruagens em Paris durante as dcadas de 1850 e 1860. Em 1864, formou a sociedade Michaux et Cie com os irmos Oliver e, distingue-se por ter sido a primeira empresa a construir bicicletas com pedais, o velocpede. A fbrica tinha 200 operrios, apresentando umaproduo de cerca de 140 bicicletas por ano, sendo cada unidade vendida pela exagerada quantia de 450 francos, na poca. O design do quadro era sinuoso e constitudo por duas

peas que eram produzidas em ferro fundido em vez de madeira. Este avano tecnolgico, na rea dos materiais, que permitiu uma produo em massa. Com um quadro em ferro fundido as bicicletas tornaram-se mais elegantes. No entanto, tornouse evidente que os mesmos, devido ao formato sinuoso que tinham, no eram suficientemente fortes para as solicitaes a que estavam sujeitos.5

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Este engenho ganhava adeptos a cada dia que passava. Assim, em toda a Europa se multiplicavam os esforos para o aperfeioar e, rapidamente se sucediam um aps o outro. [4] O crescente nmero de entusiastas que se deslocavam neste veculos, para realizar excurses, campismo ou por mero prazer, obrigou as autoridades polticas a criar caminhos especiais para os velocpedes, com o objectivo de evitar que se misturassem com charretes e carroas. Surgia o ciclo-turismo.

Figura 5 Velocpede com pedais na roda da frente; [5] No ano de 1868 em Paris, decorreu a primeira prova masculina, vencida pelo ingls James Moore, no Parque Saint' Cloud e a primeira prova feminina, no parque Bordelais, no dia 1 de Novembro. [6]

Em 1870 criado o biciclo, figura 6. uma bicicleta que tinha por base o velocpede no entanto, o aumento do dimetro da roda da frente permitia maiores velocidades. Contudo, era muito difcil manter o equilbrio.

Figura 6 Biciclo; [7]

A primeira bicicleta a possuir um sistema com corrente ligada s rodas foi projectada por H.J.Lawson, no ano de 1874. Seu terceiro modelo, a Bicyclette, foi desenhado em 1879. Esta bicicleta apresentava maior estabilidade e segurana.

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Figura 7 Bicyclette; [8]

O inventor Robert Thompson, tambm contribuiu para o desenvolvimento da bicicleta atravs da colocao de traves e de tiras de borracha coladas aos aros das rodas, que posteriormente foram substitudas pelos pneus, uma descoberta do James Boyd Dunlop em 1887 e pelo Edouard e Andr Michelin em 1891. Entre 1880 e 1881, o inventor ingls John Kemp Starley projectou uma bicicleta com as caractersticas das que conhecemos hoje, figura 8.

Figura 8 Bicicleta de Starley; [9]

Aps a criao desta bicicleta, e at aos dias de hoje, tm sido desenvolvidas sucessivamente modificaes tcnicas como os sistemas de mudanas, a roda livre e nos materiais utilizados. Uma vez que estavam criadas as condies necessrias surgiu a modalidade ciclismo. A Inglaterra foi o primeiro pas que promoveu uma regulamentao, criando o "Bicicle Union". No ano de 1892 foi fundada a Internacional Cyclist Association que agrupava as Federaes Nacionais dos Estados Unidos, Blgica, Frana, Canad, Alemanha, Holanda, Inglaterra e Itlia. Esta associao promoveu os primeiros campeonatos do Mundo de ciclismo. Em 1893 devido a uma polmica com os rgos italianos, surge a Unio Ciclista Internacional. Em Portugal, esta uma das modalidades mais apreciadas. Por este motivo foi criada a Volta a Portugal em Bicicleta que cativa milhares de espectadores. Este gnero de prova muito exigente fisicamente para o atleta, assim, essencial disponibilizar uma bicicleta que proporcione o melhor rendimento possvel. Dado o mediatismo destas provas, esto-lhe associadas grandes empresas patrocinadas, que possibilitam o encaixe de grandes receitas das equipas. Existe pois poder econmico para as equipas de ciclismo adquirirem bic