Pedido nacional de Invenção, Modelo de Utilidade, Certificado de Adição de Invenção e entrada na fase nacional do PCT 29409161903378477 14/11/2019 870190117775 11:36 Número do Processo: BR 10 2019 024023 7 Dados do Depositante (71) Depositante 1 de 1 Nome ou Razão Social: UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JULIO DE MESQUITA FILHO Tipo de Pessoa: Pessoa Jurídica CPF/CNPJ: 48031918000124 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Jurídica: Instituição de Ensino e Pesquisa Endereço: Rua Quirino de Andrade, 215 Cidade: São Paulo Estado: SP CEP: 01049-010 País: Brasil Telefone: 11 56270217 Fax: 11 56270103 Email: auin@unesp.br Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 14/11/2019 às 11:36, Petição 870190117775 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 1/21 Dados do Pedido Natureza Patente: 10 - Patente de Invenção (PI) Título da Invenção ou Modelo de Utilidade (54): Dispositivo para medição de deformação normal em uma viga submetida a flexão pura Resumo: A presente invenção, pertencente ao campo técnico das engenharias, descreve um dispositivo para o ensino de medições de tensões e deformações em uma viga submetida a flexão pura. Mais especificamente compreende um dispositivo capaz de demonstrar, de forma clara, uma viga em flexão pura, que apresenta um trecho constante de seu diagrama de esforço cortante com força igual a zero e um trecho de seu respectivo diagrama de momento fletor com magnitude máxima constante, o que representa a flexão pura. São reivindicados o dispositivo e o uso do dispositivo para medição de deformação normal em vigas submetidas a flexão pura. 1Figura a publicar: Dados do Procurador Nome ou Razão Social: Renan Padron Almeida Procurador: Numero OAB: Numero API: CPF/CNPJ: 33778301896 Endereço: Rua Joaquim Antunes 819 Cidade: São Paulo Estado: SP CEP: 05415012 Telefone: 1156270570 Fax: Email: renan.padron@unesp.br Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 14/11/2019 às 11:36, Petição 870190117775 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 2/21 Dados do Inventor (72) Inventor 1 de 4 Nome: MARCELO SAMPAIO MARTINS CPF: 27956402875 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Professor do ensino superior Endereço: Avenida Ariberto Pereira da Cunha, 333 – Portal das Colinas Cidade: Guaratinguetá Estado: SP CEP: 12516-020 País: BRASIL Telefone: Fax: Email: Inventor 2 de 4 Nome: JOSÉ ELIAS TOMAZINI CPF: 86179632804 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Professor do ensino superior Endereço: Avenida Ariberto Pereira da Cunha, 333 – Portal das Colinas Cidade: Guaratinguetá Estado: SP CEP: 12516-020 País: BRASIL Telefone: Fax: Email: Inventor 3 de 4 Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 14/11/2019 às 11:36, Petição 870190117775 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 3/21 Nome: SOFIA GLYNIADAKIS CPF: 42882392818 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Estudante de Pós Graduação Endereço: Avenida Ariberto Pereira da Cunha, 333 – Portal das Colinas Cidade: Guaratinguetá Estado: SP CEP: 12516-020 País: BRASIL Telefone: Fax: Email: Inventor 4 de 4 Nome: WALTER LUIZ MEDEIROS TUPINAMBÁ CPF: 09299026882 Nacionalidade: Brasileira Qualificação Física: Outros trabalhadores de serviços diversos Endereço: Avenida Ariberto Pereira da Cunha, 333 – Portal das Colinas Cidade: Guaratinguetá Estado: SP CEP: 12516-020 País: BRASIL Telefone: Fax: Email: NomeTipo Anexo Procuração Proc e Posse 07-2018.pdf Comprovante de pagamento de GRU 200 Comprovante GRU 23 378477.pdf Relatório Descritivo Relatório Descritivo.pdf Reivindicação Reivindicações.pdf Desenho Figuras.pdf Resumo Resumo.pdf Documentos anexados Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 14/11/2019 às 11:36, Petição 870190117775 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 4/21 Acesso ao Patrimônio Genético Declaração Negativa de Acesso - Declaro que o objeto do presente pedido de patente de invenção não foi obtido em decorrência de acesso à amostra de componente do Patrimônio Genético Brasileiro, o acesso foi realizado antes de 30 de junho de 2000, ou não se aplica. Declaro, sob as penas da lei, que todas as informações acima prestadas são completas e verdadeiras. Declaração de veracidade Esta solicitação foi enviada pelo sistema Peticionamento Eletrônico em 14/11/2019 às 11:36, Petição 870190117775 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 5/21 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 6/21 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 7/21 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 8/21 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 9/21 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 10/21 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 11/21 17/04/2019 Internet Banking https://www.santandernetibe.com.br/Paginas/Compromissos/COMPROMISSOS_DETALHE_SEG_VIA.asp?txtEntidade=0033&txtCentroAlta=023… 1/1 FUNDACAO PARA O DESENVOLVIMENTO DA UNESP Agência: 0239 Conta Corrente: 13-002549-6 DETALHE DO COMPROMISSO Convênio: 0033-0239-004900019792 Conta de Débito: 0239-000430023105 Tipo de Pagamento: BLQ Outros Código de Barras: 00190000090294091619603378477172278760000007000 No. compromisso banco: 1030412000100026 No. compromisso cliente: 378477/DS1 101009853 Nome/Razão Social do Beneficiário Original: INPI - INST. NACIONAL DE PROPR Nome/Razão Social do Pagador Efetivo: FUNDACAO PARA O DESENVOLVIMENT CPF/CNPJ do Pagador Efetivo: 57.394.652/0001-75 Valor Nominal: 70,00 Desc./Abat.: 0,00 Juros: 0,00 Data de Vencimento: 25/04/2019 Data de Pagamento: 15/04/2019 Situação: Efetivado No. Lista de Débito: No. Protocolo: PGTFORNB15042019900137957 Autenticação: 11CBC4EEBEF2B5834818003 Valor a Pagar: 70,00 Central de Atendimento Santander Empresarial Das 8h às 20h, de segunda a sexta-feira, exceto feriados. 4004-2125 (Regiões Metropolitanas) 0800 726 2125 (Demais Localidades) 0800 723 5007 (Pessoas com deficiência auditiva ou de fala) SAC - Atendimento 24h por dia, todos os dias. 0800 762 7777 0800 771 0401 (Pessoas com deficiência auditiva ou de fala) Ouvidoria - Das 9h às 18h, de segunda a sexta-feira, exceto feriado. 0800 726 0322 0800 771 0301 (Pessoas com deficiência auditiva ou de fala) Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 12/21 javascript:window.close(); javascript:onPrint() 1/5 Dispositivo para medição de deformação normal em uma viga submetida a flexão pura Campo da invenção: [001] A presente invenção, pertencente ao campo técnico das engenharias, descreve um dispositivo para o ensino de medições de tensões e deformações em uma viga submetida a flexão pura. Mais especificamente compreende um dispositivo capaz de demonstrar, de forma clara, uma viga em flexão pura, que apresenta um trecho constante de seu diagrama de esforço cortante com força igual a zero e um trecho de seu respectivo diagrama de momento fletor com magnitude máxima constante, o que representa a flexão pura. O dispositivo permite demonstrar de forma clara e simples as questões tratadas convencionalmente de forma teórica. Estado da técnica: [002] Materiais sólidos tendem a deformar-se (ou eventualmente se romper) quando submetidos a solicitações mecânicas. A Resistência dos Materiais é um ramo da Engenharia que tem como objetivo o estudo do comportamento de elementos construtivos sujeitos a esforços, de forma que eles possam ser adequadamente dimensionados para suportá- los nas condições previstas de utilização. [003] A análise e o projeto de uma estrutura implica a determinação das tensões e das deformações. Quando não se conhece nada a respeito do estado de tensão em um elemento estrutural, é necessário medir as deformações em três direções a fim de caracterizar o estado de tensão neste ponto. Na prática, são posicionados três extensômetros em três direções A, B e C, que formam, respectivamente, ângulos ϴA, ϴB e ϴC com um eixo arbitrário. Esse arranjo é Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 13/21 2/5 conhecido como rosetas de deformação. Neste caso do dispositivo, foi utilizado dois extensômetros unidirecionais, posicionados no local onde ocorre a flexão pura, nas fibras mais externas solicitadas em tração e compressão. [004] Quando um membro prismático está sujeito a dois conjugados ou momentos, iguais e de sentidos opostos, atuando no mesmo plano longitudinal, diz-se que está sob flexão pura. O momento desse conjugado é chamado de momento fletor da seção transversal. É comumente utilizada a convenção de indicar como positivo o momento M que flexiona a barra e como negativo o caso em que M está em sentido oposto. Usando o princípio da superposição, pode-se combinar as tensões obtidas para o caso de carga centrada com as tensões provocadas pela flexão pura, e assim é possível encontrar a distribuição de tensões para a carga excêntrica. [005] O estudo da flexão pura tem também um papel importante na análise de vigas, que são peças prismáticas submetidas a cargas transversais ao eixo. O valor da tensão a uma dada distância c da linha neutra é dado pela Equação 1, onde I é o momento de inércia da área da seção transversal em relação à linha neutra. Equação 1: cálculo da flexão em regime elástico:  = [(M.c)/I]. A tensão normal provocada quando a barra se flexiona é chamada de tensão de flexão. A tensão acima do eixo neutro (quando y >0) é de tração, quando o momento M é positivo, e de compressão quando o momento M é negativo e “c” é a distância da linha neutra da seção transversal as fibras mais externas, em tração ou compressão. A fórmula do Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 14/21 3/5 momento de inércia de uma seção transversal retangular, onde “d” é a base do retângulo e “h” é sua altura, é informada na Equação 2:I=[(d).(h)^3/12]. [006] Por se tratar de um experimento que será submetido a tensões somente dentro do regime elástico, e o estado de deformação presente será o unidirecional, este será regido pela Lei de Hooke, conforme mostrado na Equação 3, onde “” é a tensão normal, “E” é o módulo de elasticidade do material utilizado e “” é a deformação normal. Equação 3: =/E. Breve Descrição das Figuras [007] A figura 1 apresenta a vista em perspectiva do dispositivo e a posição de colagem do extensômetro, bem como todas as partes presentes. [008] A figura 2 apresenta a vista frontal do dispositivo com suas respectivas cargas aplicadas. [009] A figura 3 apresenta o diagrama de esforço cortante. [010] A figura 4 apresenta o diagrama de momento fletor. [011] A figura 5 apresenta a seção transversal da viga do dispositivo. Descrição detalhada da invenção: [012] O dispositivo para o ensino de medições de tensões e deformações em uma viga em flexão pura, objeto da presente invenção, compreende uma viga retangular, de seção transversal também retangular (10) estando estaticamente vinculados aos apoios (20) com dois extensômetros colado nas fibras mais externas em tração e compressão (30) onde é aplicada duas cargas externas idênticas (P) nas Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 15/21 4/5 extremidades da viga (40), conforme apresentado na figura 1. [013] A carga (P) provoca tensões normais, na viga (10), e com os extensômetros (A e B)(30) devidamente posicionados, é possível realizar as medidas das tensões e deformações locais. Conforme apresentado na figura 2, a deformação é máxima na região onde ocorre a flexão pura na viga (10). As deformações e tensões serão determinadas experimentalmente em um ponto da viga (10) sujeito a solicitação de flexão. Na superfície da viga (10) é fixada dois extensômetro (30), ou seja, dois sensores A e B, onde as tensões são determinadas. [014] Para medir as deformações em cada um dos extensômetros A e B, é montado um esquema de meia ponte de Wheatstone. Considerando os esforços na seção transversal do ponto de colagem dos extensômetros (A e B), o carregamento é substituído por um sistema de forças, conforme apresentado na figura 2. [015] Na figura 3 é mostrado um diagrama de esforço cortante, evidenciando um trecho com força zero. [016] Na figura 4 é mostrado um diagrama de momentos fletor, evidenciando um trecho com momento constante, local onde foi colado os extensômetros. [017] Exemplo 1: Medir a deformação (experimental) e tensão no ponto médio de uma viga de seção retangular, bi- apoiada, com duas partes em balanço, sujeita a duas forças iguais de intensidade 3,3kgf, aplicadas a 150mm de cada apoio, próximas às superfícies. Calcular de forma teórica a deformação no local. A viga é de aço e considerar E = 200Gpa; largura da seção transversal: d = 25,5 mm; Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 16/21 5/5 espessura seção transversal: h = 4,7 mm; comprimento total da viga: L1 = 450 mm; módulo de Elasticidade: E = 200 Gpa; carga: P = 3,3 kgf. Duas forças P de 3,3kgf são aplicadas nas extremidades da viga (L1). Essa viga (L1), por sua vez, esta bi-apoiada nos apoios (20). Considerando os esforços na seção transversal do ponto de colagem dos extensômetros, temos a situação representada nas figuras 2 e 3. Uma força cortante igual a força P de intensidade é apresentada na figura 3. Um momento fletor M de intensidade igual ao momento da força P em relação braço de momento, onde: M=P.a σ=(M.c)/I = [(Pa).(h/2)]/[(dh^3)/12)) Portanto: σ=[6Pa/(dh^2 )] MPa σ=(M.c)/I = [(6).(3,3.9,81).(150)]/[(25,5)(4,7^2)] Portanto: σ=51,7 MPa ε=σ/E = (51,7.10^6)/(200.10^9) Portanto: ε = 258,6μm/m(teórico) [018] As deformações experimentais, coletadas a partir da leitura direta do extensômetro forneceu o seguinte resultado:  = 268,32μm/m (experimental), validando, desta forma, a qualidade do dispositivo e da instrumentação realizada, fornecendo uma diferença percentual do teórico com o experimental de 3,26%. Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 17/21 1/1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para medição de deformação normal em uma viga submetida a flexão pura, caracterizado por compreender uma viga retangular, de seção transversal também retangular, estaticamente vinculados aos apoios com dois extensômetros colado nas fibras mais externas em tração e compressão onde é aplicada duas cargas externas idênticas nas extremidades da viga. 2. Uso do dispositivo para medição de deformação normal em uma viga submetida a flexão pura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser na realização de medidas de tensões e deformações locais de vigas. Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 18/21 1/2 Figuras Figura 1 Figura 2 Figura 3 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 19/21 2/2 Figura 4 Figura 5 Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 20/21 1/1 Resumo Dispositivo para medição de deformação normal em uma viga submetida a flexão pura A presente invenção, pertencente ao campo técnico das engenharias, descreve um dispositivo para o ensino de medições de tensões e deformações em uma viga submetida a flexão pura. Mais especificamente compreende um dispositivo capaz de demonstrar, de forma clara, uma viga em flexão pura, que apresenta um trecho constante de seu diagrama de esforço cortante com força igual a zero e um trecho de seu respectivo diagrama de momento fletor com magnitude máxima constante, o que representa a flexão pura. São reivindicados o dispositivo e o uso do dispositivo para medição de deformação normal em vigas submetidas a flexão pura. Petição 870190117775, de 14/11/2019, pág. 21/21 Peticionamento Eletrônico Formulário Procuração Comprovante de pagamento de GRU 200 Relatório Descritivo Reivindicação Desenho Resumo 2019-11-14T11:36:22-0300 Brasil Documento Assinado - INPI