Desenvolvimento de máquina universal de ensaios mecânicos portátil de baixo custo para fins didáticos utilizando o conceito open-source.
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Data
2019-02-27
Autores
Nakazato, Anderson Zenken
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Neste trabalho é apresentado o projeto e construção de uma Máquina Universal de Ensaios Mecânicos portátil, didática, de baixo custo, fácil construção seguindo a filosofia open-source com o intuito de dar suporte ao ensino de Mecânica e Resistência do Materiais. O equipamento foi projetado para ser construído com perfis modulares de alumínio e executado em uma oficina de ensino técnico em mecânica. A máquina é capaz aplicar de forma segura um carregamento máximo de 10 kN tanto em tração quanto em compressão, se mover em velocidades que variam de 0,5 a 70 mm/min com uma resolução no deslocamento de 0,57 μm a um custo total de US$ 1,000.00 incluindo material e fabricação. A máquina é controlada por uma placa Arduino® UNO, opera com acionamento eletromecânico, a aplicação de carga é feita por meio de fusos trapezoidais, a aquisição do deslocamento e velocidade da trave é feita por codificadores de quadratura e o controle de velocidade é feito por controle (Proporcional, Integral e Derivativo) PID e é capaz de realizar ensaios de tração, mas pode ser adaptada para outros ensaios como compressão, flexão e dobramento, entre outros.
In this work is presented the design and construction of an easy to build low-cost portable Universal Testing Machine for educational purposes using the open-source philosophy. The intention of this project is to support the teaching in the subjects of Mechanics and Mechanics of Materials. The hardware was designed to be constructed with modular aluminum profiles and built in a conventional Mechanics Technical and Vocational Education and Training Laboratory. The machine can apply safely a maximum load of 10kN in both, traction and compression, move precisely in a range of speed from 0.5 to 70 mm/min with a resolution of 0,57 μm in a total cost of US$ 1,000.00 including necessary material and fabrication. The machine is controlled by an Arduino® UNO board, operated with an electromechanical activation. The loading is applied by trapezoidal lead screws, the displacement and speed acquisition are done by quadrature encoder and the speed is controlled by Proportional, Integral and Derivative (PID) control, it is capable do perform tensile tests, but may be adapted to other tests like compression, flexure and bending, and others.
In this work is presented the design and construction of an easy to build low-cost portable Universal Testing Machine for educational purposes using the open-source philosophy. The intention of this project is to support the teaching in the subjects of Mechanics and Mechanics of Materials. The hardware was designed to be constructed with modular aluminum profiles and built in a conventional Mechanics Technical and Vocational Education and Training Laboratory. The machine can apply safely a maximum load of 10kN in both, traction and compression, move precisely in a range of speed from 0.5 to 70 mm/min with a resolution of 0,57 μm in a total cost of US$ 1,000.00 including necessary material and fabrication. The machine is controlled by an Arduino® UNO board, operated with an electromechanical activation. The loading is applied by trapezoidal lead screws, the displacement and speed acquisition are done by quadrature encoder and the speed is controlled by Proportional, Integral and Derivative (PID) control, it is capable do perform tensile tests, but may be adapted to other tests like compression, flexure and bending, and others.
Descrição
Palavras-chave
Open-source, Ensaios mecânicos, Baixo custo, Plataforma de desenvolvimento, Propriedades mecânicas, Arduino, Mechanical testing, Low-cost, Development platform, Mechanical properties, Resistência de Materiais, Máquinas, Propriedades mecânicas