Testes de tração e flexão

No dia 28/10/2016, desenvolvemos ensaios de tração e flexão no Laboratório de Ensaios Mecânicos da Faculdade SENAI-CIMATEC, dos palitos de picolé de madeira, seguindo a norma da ABNT, NBR 7190. Este ensaio foi realizado afim de obter com exatidão a forças máximas suportadas por um palito e a partir disso contabilizar quantos destes serão necessários para compor as treliças que irão suportar a carga vinda do peso do foguete, do sistema de propulsão e do empuxo provocado no momento de propulsão do foguete. O palito de madeira de picolé foi escolhido a partir de pesquisas de projetos feitos com este tipo de material assim como sua facilidade em ser adquirido e manuseado. 

Diferentes tipos de corpos de prova foram confeccionados utilizando cola e palitos de picolé de madeira (Figura 1) para realizar os testes (Figura 2/3).

Figura 3. Estrutura treliçada (1 palito)
Fonte: Própria

Figura 2. Estruturas treliçadas
Superior (2 palitos), Inferior (3 palitos)
Fonte: Própria

Figura 1. Palitos de madeira
Fonte: Própria

No ensaio de tração submetemos aos testes: 2 e 3 palitos colados (Figura 4/5). Para ensaios de flexão as estruturas treliçadas foram montadas utilizando: 1, 2 e 3 palitos colados (Figura 6).

Figura 5. Ensaio de Tração (3 palitos colados)
Fonte: Própria

Figura 4. Ensaio de Tração (2 palitos colados)
Fonte: Própria

Figura 6. Flexão sob treliça
(3 Palitos)
Fonte: Própria

Com os relatórios obtidos, podemos encontrar os valores relacionados a tensão máxima, tensão de escoamento, módulo de elasticidade e força máxima. porcentagem de deformação na ruptura, a força máxima de flexão e o módulo de elasticidade (Figura 7/8/9/10) .

Figura 7. Teste de flexão sobre estrutura treliçada de palitos de picolé
CP1 (1 Palito), CP2 (2 Palitos com cola PVA)
Fonte: Própria

Figura 8. Teste de flexão estrutura treliçada de palitos de picolé
CP1 (2 Palitos com cola Tenaz), CP2 (3 Palitos com cola Tenaz)
Fonte: Própria

Figura 9. Teste de flexão palito de churrasco
Fonte : Própria

Figura 10. Teste de tração palitos de picolé
CP1 (2 palitos colados com Tenaz), CP2 (3 palitos colados com Tenaz)
Fonte: Própria

Analisando os relatórios a equipe Propulsar Engenharia poderá definir o material que atende aos requisitos solicitados do nosso projeto.

1º Teste vertical do Foguete

O lançamento vertical é uma etapa importante para determinar a velocidade média inicial do foguete e a partir disto podemos obter outros parâmetros como aceleração, empuxo e a força exercida sobre a a plataforma no momento de lançamento. Os modelos matemáticos para essas parâmetros serão discutidos em uma outra postagem. Nesta iremos demonstrar o 1º vídeo de lançamento vertical, a tabela e gráfico do deslocamento do foguete.

Veja abaixo algumas imagens do dia em que foi realizado nosso primeiro lançamento (Figura 1/2).

Figura 1. Membros da Propulsar
Engenharia no 1º teste de lançamento
Fonte : Própria

Figura 2. Membros da Propulsar
 Engenharia acoplando o foguete na
base de lançamento vertical
Fonte: Própria

Confira o vídeo do nosso primeiro lançamento abaixo:

Tabela e gráfico de deslocamento:

Tabela  de descolamento do foguete
Fonte: Própria

Gráfico de espaço e tempo
Fonte: Própria

Base de lançamento vertical

Nesta postagem iremos demonstrar como foi feita a nossa primeira base para lançamento vertical do foguete. Através deste tipo de lançamento, importantes dados serão analisados posteriormente.

Como já vimos a postagem de seleção de materiais iremos pular esta etapa e ir direto para o processo de fabricação.

O primeiro passo para a fabricação é realizar o corte dos tubos de PVC e posteriormente a lixação das pontas. A fixação dos tubos foram feitas com cola.
As conexões "T", "joelho" e os tubos de 25mm foram fixados de modo a formar a base quadrada que pode ser observa na (Figura 1/2).

Figura 2. Integrantes da equipe
plataforma fabricando a base de lançamento.
Fonte: Própria

Figura 1. Base quadrada.
Fonte: Própria

Um cano central com uma válvula de escape e válvula de pneu bicicleta foi acoplado a base e vedado com um pouco de Durepox (Figura 3).

Figura 3. Base com eixo central com
válvula de emergência e válvula de pneu de bicicleta.
Fonte: Própria

Um pequeno orifício é feito abaixo da válvula para despressurização em caso de emergência. (Figura 4).

Figura 4. Orifício de escape de emergência.
Fonte: Própria

Um redutor é colocado neste cano central para diminuir o diâmetro do tubo que entrará no foguete.

(Figura 5).

Figura 5. Redutor de tubo
 de PVC (25mm para 20 mm).
Fonte: Própria

Feito isso, precisamos agora montar o sistema de engaste do foguete e ajustar a vedação entre o foguete e o cano de 20 mm. Para a vedação utilizamos um pedaço de bexiga de aniversário e fita veda rosca (Figura 6).

Figura 6. Vedação entre a garrafa
 e tubo de PVC 20mm.
Fonte: Própria

Alinhamos os lacres de nylon de modo que fique posicionado logo após o anel superior que tem em toda garrafa PET. Fizemos a fixação dos lacres com uma braçadeira metálica e passamos um tubo de PVC de 40 mm que pressionará os lacres de modo que a garrafa fique presa pelo anel e só é liberada quando este tubo for manualmente descolado para baixo através de um barbante (Figura 7).

Figura 7. Sistema de
engaste do foguete.
Fonte: Própria

Após concluirmos a fabricação da primeira base (Figura 8) temos condições de fazer os testes de lançamento vertical.

Figura 8. Base de lançamento vertical

Aguardem postagens sobre o primeiro lançamento vertical do foguete.

1ª Versão do Foguete

Olá Leitores! Nesta postagem irei demonstrar para vocês como foi feita a construção do nosso primeiro foguete. Se você acompanha o nosso blog na última postagem foi relatado os materiais utilizados para a construção do nosso foguete então iremos direto para as etapas de fabricação.

A primeira etapa para se construir o foguete, após ter lavado e tirado os rótulos, consistiu em cortar a parte superior de uma das garrafas que compõe a frente do foguete (Figura 1).

Figura 1. Corte da parte superior da garrafa PET
Fonte: Própria

Utilizamos um pouco de cimento composto não estrutural para colocar um pouco de massa na parte frontal, afim de aproximar o centro de massa desta, tornando o movimento orientado (Figura 2).

Figura 2. Adição de cimento composto não estrutural ao "bico" do foguete
Fonte: Própria

Fixamos então esta parte frontal do foguete, com fita adesiva, na parte inferior da outra garrafa que não foi cortada (Figura 3).

Figura 3. Corpo do foguete
Fonte: Própria

Feito isso, está na hora de fabricar nossas aletas, o material utilizado nesta etapa foi papelão (Figuras 4/5). 

Figura 5. Aleta cortada
Fonte : Própria

Figura 4. Desenho da  aleta no papelão

Após fixar as aletas com fita adesiva na parte inferior do foguete, ele está pronto para os primeiros testes (Figura 6).

Figura 6. 1ª Versão do foguete
Fonte : Própria

Aguardem novas postagens sobre o processo de fabricação da nossa base de lançamento vertical.

Seleção de Materiais

Olá leitores! Nesta postagens vamos demonstrar os materiais utilizados na fabricação do foguete de garrafa PET e na construção da nossa primeira plataforma de lançamento. Vale ressaltar que a plataforma será modificada ao decorrer do projeto e apenas servirá para a fase inicial de estudo de lançamento vertical do foguete, assim como o foguete poderá sofrer algumas adaptações ao decorrer do projeto.
 Após discussões e analises dos materiais, bem com pesquisas de projetos anteriores, a Propulsar Engenharia selecionou alguns materiais para esta fase inicial.

Lista dos materiais utilizados na:

Construção de 1 foguete:

• 2 Garrafas PET de 2 litros;
• Papelão;
• Fita adesiva;
• Cimento composto não estrutural.

Construção do sistema de engaste:

• 1 Braçadeira metálica;
• 4 Lacres de Nylon;
• Cano PVC 40mm;
• Fita adesiva;
• Barbante.

Construção da plataforma:

• Cano PVC 25 mm;
• 4 Conexões do tipo joelho;  
• 3 Conexões do tipo T;
• 1 Válvula de pneu de bicicleta;
• 1 Redutor;
• 1 Cano de PVC 20 mm;
• Bexiga de aniversário;
• Cola de PVC;
• Fita veda rosca.

Confira os materiais na (Figura 1).

Figura 1. Materiais utilizados na 1ª etapa
Fonte: Própria

Além desses itens uma bomba manual metálica foi utilizada para pressurização da garrafa. Também foi utilizado algumas ferramentas como estilete, tesoura e serra (Figura 2).

Figura 2. Ferramentas utilizadas
Fontes: Própria

Aguardem novas postagens onde demonstraremos as etapas do processo de fabricação dos componentes.

Medições

Para obter as medidas das distâncias do local de pouso e do disparo do foguete, assim como as alturas dos obstáculos que serão ultrapassados, utilizamos uma trena a laser como pode ser vista na (Figura 1). Um medidor de distâncias a laser funciona calculando o tempo que um pulso de laser demora para refletir e retornar ao aparelho. A distância entre o medidor e o alvo é dada por D = ct/2, onde c representa a velocidade da luz e t é o tempo decorrido na viagem do laser.

Figura 1. Trena a laser utilizada pela Propulsar Engenharia na medição do local de decolagem.
Fonte: Própria.

Os valores encontrados pela nossa equipe estão dispostos na (Tabela 1) abaixo bem como a  representação do local de disparo do foguete (Figura 2).

Figura 2. Representação do local de trajetória do foguete.
Fonte: Própria.

Tabela 1.
Fonte: Própria.

A partir destes dados podemos aplicar os modelos matemáticos na trajetória do foguete de movimento balístico, este modelo representa apenas parte da trajetória, visto que inicialmente o movimento descreve uma reta no momento que o propelente está sendo liberado do foguete, após o propelente se esgotar a trajetória balística se inicia. Segundo Halliday (2012), o movimento balístico é uma combinação de movimento horizontal (com velocidade constante) e movimento vertical (com aceleração constante). "No movimento balístico, o movimento horizontal e o movimento vertical são independentes, ou seja, um não afete o outro... Essa propriedade permite decompor um problema que envolver um movimento bidimensional em dois problemas unidimensionais independentes e mais fáceis de serem resolvidos." (HALLIDAY, 2012). Apresentaremos agora uma análise matemática deste movimento.

Movimento Horizontal

Como não existe aceleração nesta direção, a componente velocidade é inalterada, podemos obter o deslocamento horizontal pela (Equação 1).

Equação 1.
Fonte: Halliday, 2012.

Movimento Vertical

O movimento vertical está dirigido com velocidade inicial para cima e o módulo diminui progressivamente até se anular, no ponto mais alto da trajetória. Em seguida a componente vertical muda de sentido e o módulo passa a aumentar como o tempo. Na (Equação 2) obtemos o deslocamento vertical.

Equação 2.
Fonte: Halliday, 2012.

Equação da Trajetória 

A (Equação 3) é a equação do caminho percorrido pelo projétil.

Equação 3.
Fonte: Halliday, 2012.

Efeito do Ar

A resistência do ar ainda não foi considerada nestes cálculos, na prática ela tem uma diferença significativa no movimento. A (Figura 3) mostra a trajetória de "duas bola de beisebol que deixam o bastão fazendo 60º com a horizontal, com uma velocidade inicial de 44,7 m/s. A trajetória I ( de uma bola de verdade)... levando em conta a resistência do ar. A trajetória II ( de uma bola de condições ideias) é a trajetória que a bola seguiria no vácuo." (HALLIDAY, 2012).

Figura 3.
Fonte: HALLIDAY, 2012.

Referências :

http://www.ehow.com.br/medidores-distancia-laser-funcionam-sobre_75592/

Acessado em 18/10/2016 às 02hrs

HALLIDAY, David; Resnick, Robert. Fundamentos de física, volume 2 : gravitação, ondas e termodinâmica. 9 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2012.

Primeira Reunião

Olá leitores! Venho por meio desta inteirar vocês sobre um pouco do que vem acontecendo nos bastidores do nosso projeto! Nessa segunda-feira foi feita uma grande reunião com nosso orientador que gerou diversas ideias e uma promessa de uma semana com muito trabalho pela frente. Membros da equipe foguete e equipe plataforma se reuniram neste dia com o intuito de definir metas para a semana e apresentar o cronograma geral de projeto.Confere essa imagem!

Membros da Propulsar Engenharia e o Orientador José Vicente Cardoso

Neste momento a palavra de ordem é ação! Nossa meta é realizar o primeiro lançamento do foguete nesta quarta feira, mas para isso precisamos agilizar algumas etapas. Para esse fim, ferramentas e estratégias eficientes de projeto foram discutidas, entre elas temos uma ideia importante metaforizada pelo processo de produção fordista. A ideia referenciada deste método de produção, consiste em cada funcionário executar uma pequena etapa do projeto, assim será possível diminuir recursos e obter um melhor aproveitamento de todos os membros das equipes. 

Mas como funcionaria esse método na nossa empresa? Para essa primeira parte de projeto pode ser definido alguns setores, o setor relacionado a documentação, o setor relacionado a mão de obra, o setor relacionado a aquisição de materiais, setor de pesquisa e setor de cálculo. Nos queremos fazer especialistas de cada área dando 100% de si e eliminar a ociosidade. Na verdade, podemos utilizar o termo nexialista para definir o perfil dos nosso membros, visto que eles interagem constantemente entre si, trabalhando com um todo.
Materiais utilizados, cálculos de lançamento, centro de massa, mecanismo de engaste, quantidade de fluido e pressão foram alguns dos temas dessa primeira reunião. Através dessa reunião a equipe começa a sentir como será o projeto e perceber as dificuldades que encontrarão pela frente. Aguardem próximas postagens.





Referências:
http://www.estudoadministracao.com.br/ler/toyotismo-fordismo-resumo/

http://www.suapesquisa.com/economia/fordismo.htm

A Era Espacial

A jornada do foguete começou no inicio do século XVII quando a então URSS e os EUA começaram a luta pela corrida espacial. A proposta era construir uma nave que poderia ser enviada para o espaço, porém não se tinha tecnologia suficiente para isso. As duas potências então começaram a investir altamente na educação ampliando as áreas de física e matemática para daí se desvendar como o empuxo poderia vencer a gravidade e como o homem poderia sair de órbita e voltar com vida.

Estudos feitos pelos pioneiros dos experimentos em astronáutica já mostravam que foguetes de propulsão química um dia poderiam levar cargas úteis ao espaço. Em geral seus trabalhos foram mal compreendidos e receberam pouco apoio. Logo após, durante a 2 Guerra Mundial surgiu a possibilidade desses foguetes servirem para uso militar e isso levou os governos da Alemanha, URSS e dos EUA a investirem no desenvolvimento de foguetes propelentes químicos para o transporte de “bombas voadoras” e depois da guerra, os EUA e a URSS aproveitaram a experiência dos alemães em seus programas de armamentos, cujos foguetes oportunamente também se prestariam à exploração do espaço.

Há trezentos anos um então discípulo de Isaac Newton já tinha conhecimentos sólidos para analisar a dinâmica de vôo de uma nave espacial, porém ele tinha a sensibilidade de enxergar que naquele tempo isso não era viável de se acontecer, pois um lançamento espacial demandaria estudos mais aprofundados e materiais mais modernos. Sua proposta era que o homem explorasse o que havia além da superfície terrestre.

O lançamento do primeiro satélite artificial da Terra, o Sputnik 1, no dia 4 de outubro de 1957, marca o início da Era Espacial e daí em diante foram lançados mais 44 satélites em órbita, porém a URSS foi a primeira a produzir, com a ajuda de técnicos e materiais capturados da Alemanha, foguetes de grande empuxo. Com o grande sucesso do Sputnik 1 os EUA sofreu com o “Efeito Sputnik” e se reorganizou criando a NASA, a mais ampla agência espacial e se esforçou mais ainda para ampliar os ensinos de matemática e ciências nas escolas onde crianças do jardim de infância já começariam aprendendo a contar em contagem regressiva, assim como nos lançamentos de foguetes.

Em abril de 1961, três anos e meio depois do Sputnik 1 URSS noticiou o vôo orbital de Yuri A. Gagarin a bordo da Vostok 1, abrindo uma nova fase da conquista espacial, o pouso de astronautas na Lua.

Fonte: https://www.pravmir.com

Fonte:https://www.xibalbaawe.blogspot.com

Referência:  CARLEIAL, Aydano. Uma Breve História da Conquista Espacial. Disponível em: <http://seer.cgee.org.br/index.php/parcerias_estrategicas/article/viewFile/78/70>. Acesso em 8 de out. 2016.

Apresentaçao da Equipe

Como foi requerido no edital do Projeto Integrador (PI), realizou-se a subdivisão da equipe em dois times responsáveis, respectivamente, pelo Projeto e Fabricação da Plataforma de Lançamento (TIME 1) e Projeto e Fabricação dos Foguetes (TIME 2). Os integrantes da equipe estão relacionados a seguir, juntamente com o coordenador do curso e os orientadores do trabalho

                                                                       

                                                                                                                      TIME 1

PROJETO E FABRICAÇÃO
DA PLATAFORMA DE LANÇAMENTO

     

                                      

TIME 2

PROJETO E FABRICAÇÃO

DOS FOGUETES

Coordenador do Curso:

Guilherme Souza

Orientadores:

Juan Romero
Luis Antônio Gonçalves Jr.
Joyce Azevedo
Jôse Neri da Silva
Targino Amorim Neto
José Vicente Cardoso ( Orientador da equipe Propulsar Engenharia)