Questões de Concurso Sobre elasticidade linear, plasticidade, fratura, fadiga e flambagem em engenharia mecânica

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Q4356973 Engenharia Mecânica
O projetista tem que trabalhar com confiabilidade de 99% no projeto de máquina. Para não depender de tabelas prontas, ele deve utilizar a distribuição estatística normal (Gaussiana), aplicando variações de resistência à fadiga de materiais industriais. Dessa forma, calcule o fator de confiabilidade (Ke ), em que a variável normal padronizada é igual a 2,326 e o desvio padrão do limite de endurance é de 0,08, e marque a opção correta. 
Alternativas
Q4356953 Engenharia Mecânica
Considere uma árvore de manivela engastada, submetida a uma força F, conforme esquematizada na figura abaixo:

Q21.png (436×287)

Transladando a força F da extremidade da manivela para a linha do centro do eixo principal (munhão), gera-se 3 esforços simultâneos na seção de engaste: esforço cortante, momento fl etor e momento torçor. A combinação desses esforços na seção de engaste para se calcular a tensão equivalente de Von Mises, considerando apenas o ponto crítico global nas fi bras externas superiores da seção de engaste, leva em consideração alguns esforços no ponto crítico de falha. Marque a opção que apresenta os esforços que se somam diretamente a esse ponto crítico de falha.
Alternativas
Q4348435 Engenharia Mecânica
Quanto a rolamentos, analise as afirmações abaixo.

I - Os critérios básicos para seleção de rolamentos são: espaço disponível, cargas (intensidade e direção), desalinhamento, precisão, velocidade, atrito, rigidez, operação silenciosa, deslocamento axial, montagem e desmontagem e tipo de vedações.
II - O rolamento é selecionado com base na sua capacidade de carga em relação às cargas aplicadas e aos requisitos de vida do rolamento e de confiabilidade. Ambas as condições de cargas de rolamento dinâmicas e estáticas devem ser verificadas independentemente e devem incluir quaisquer cargas de choque pesadas e de curta duração que possam ocorrer em raras ocasiões.
III - A série de um rolamento designa o nível de carga que o rolamento é capaz de suportar. Aumentar a série eleva a vida útil à fadiga, suporta cargas maiores, exigindo mancais maiores e velocidades reduzidas. Reduzir a série significa economia de espaço radial e peso, reduz a inércia do conjunto e permite maiores rotações, mas reduz drasticamente a capacidade de carga.

Quais estão corretas? 
Alternativas
Q4348431 Engenharia Mecânica
Analise as afirmações abaixo sobre estado de tensões e critério de falha.

I - Considerando um elemento no estado plano de tensões, em que as tensões principais têm sinais opostos, a máxima tensão de cisalhamento ocorrerá no plano.
II- Um exemplo clássico do que descreve o critério de falha de Tresca são as linhas de Lüders.
III - A teoria da energia de distorção máxima, também conhecida como critério de Von Mises, difere do critério de Hencky por considerar a densidade da energia de deformação na mudança de volume.
IV- A teoria de energia de distorção máxima é mais adequada para ser o critério de falha de materiais frágeis.
V - A teoria da tensão normal máxima afirma que materiais sujeitos a um estado de tensão multiaxial falharão somente quando a tensão principal de tração atingir um valor igual à tensão normal máxima que o material pode suportar quando sujeito à tração simples.

Quais estão corretas? 
Alternativas
Q4348430 Engenharia Mecânica

Considere a viga e os carregamentos da figura abaixo. 



Imagem associada para resolução da questão



Assinale a alternativa que apresenta corretamente os valores das tensões principais (σ1 e σ2) nos pontos A e B.  

Alternativas
Q4348423 Engenharia Mecânica
Prever a falha é um dos objetivos no projeto mecânico. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira, relacionando o modo de falha à sua manifestação física ou tribológica.

(1) Lixiviação Seletiva
(2) Fretagem (Fretting)
(3) Pites
(4) Indentação

( ) Ação que ocorre entre dois corpos sólidos pressionados entre si por uma força normal e submetidos a um movimento relativo cíclico de pequena magnitude entre eles.
( ) Ação de corrosão na qual é removido um elemento químico de uma liga sólida.
( ) Ação causada quando forças estáticas entre duas superfícies curvas em contato resultam em escoamento de um ou de ambos os componentes acoplados para produzir uma descontinuidade superficial permanente e de tamanho significativo.
( ) Ação de ataque corrosivo localizado que leva ao desenvolvimento de furos no metal.

A sequência numérica correta de preenchimento dos parênteses da segunda coluna, de cima para baixo, é
Alternativas
Q4348422 Engenharia Mecânica
No projeto mecânico, a sólida compreensão das propriedades, conceitos e parâmetros dos materiais é essencial para se realizar bons projetos de máquinas. Considere as seguintes afirmações sobre os materiais.

I - A tenacidade à fratura é uma propriedade do material que caracteriza sua resistência ao início da propagação de trincas preexistentes. Já o módulo de tenacidade é numericamente igual à área sob o diagrama tensão-deformação até o ponto de ruptura do material.
II - Um material que tenha resistências de tração e compressão significativamente diferentes pode ser denominado material não uniforme ou material de resistência desigual (ímpar). Muitos materiais frágeis como o ferro fundido cinzento e as cerâmicas se enquadram nesta denominação.
III - Um tubo de parede fina disposto adequadamente como um corpo de prova é melhor para o ensaio de torção do que uma barra maciça, pois tem maior potencial de proporcionar uma medida mais acurada da resistência ao cisalhamento de um material.
IV - No diagrama de Wöhler, plotado em escala logarítmica, de muitos aços, a resistência à fadiga diminui aproximadamente de forma linear até atingir, em muitos casos, um patamar aproximadamente horizontal, geralmente entre 106 e 107 ciclos, denominado limite de fadiga.

Quais estão corretas? 
Alternativas
Q4348417 Engenharia Mecânica
Em um projeto de uma máquina, um eixo maciço cilíndrico de aço (de comportamento linear elástico, considerado homogêneo e isotrópico) com 360 mm de comprimento precisa ter seu diâmetro dimensionado para transmitir uma potência de π2 MW de uma extremidade do eixo onde o motor está acoplado à outra extremidade do eixo. O eixo irá girar de forma balanceada a 1000 rpm, e o aço do qual ele é constituído tem a resistência ao escoamento ao cisalhamento com valor de 120 MPa. Considerando essas informações e grandezas disponíveis e desconsiderando quaisquer outros modos possíveis de falha, selecione a alternativa que apresenta o valor correto do menor diâmetro d em milímetros, sem tolerâncias, do eixo para que, nessas condições, ele tenha um coeficiente de segurança 2.
Alternativas
Q4348416 Engenharia Mecânica
G é o módulo de elasticidade ao cisalhamento, também chamado de módulo de elasticidade transversal ou módulo de rigidez. Um material dúctil, sólido, homogêneo, isotrópico e que se comporta de um modo linear elástico tem módulo de elasticidade E com valor igual a 236 GPa e tem um coeficiente de Poisson ν com valor igual a 0,18. Assinale a opção que apresenta o valor correto do G deste material. 
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Q4348415 Engenharia Mecânica
Um elemento diferencial em um ponto de um metal sólido, homogêneo, isotrópico e que se comporta de um modo linear elástico está sujeito a um estado plano de deformação representado pelas componentes ∈x= -170 (10-6), ∈y = -230 (10-6), yxy= -80 (10-6). Para este caso, selecione a opção que apresenta os valores corretos das deformações principais ∈1  e ∈2  respectivamente. 
Alternativas
Q4348240 Engenharia Mecânica
Um engenheiro de fabricação precisa dimensionar o processo de trefilação a frio de um fio de aço ABNT 1020 com diâmetro inicial D0 = 10 mm para um diâmetro final Df = 8 mm, empregando uma fieira cônica. Sabendo que no processo de trefilação a força de puxamento é aplicada diretamente sobre a barra trefilada na saída da matriz, existe um limite teórico máximo para a redução de área por passe (∆A/A0) em uma única etapa, a fim de evitar o escoamento plástico indesejado e a ruptura do material na saída da fieira (sem considerar o atrito nem o trabalho redundante, isto é, trefilação ideal).

Considerando um material perfeitamente plástico (tensão de escoamento constante), a máxima redução teórica de área possível em um único passe de trefilação ideal é de, aproximadamente,  
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Q4348233 Engenharia Mecânica
Considere as seguintes afirmações relativas aos mecanismos de aumento de resistência mecânica e transformações microestruturais em ligas metálicas.

I - O endurecimento por solução sólida substitucional ocorre devido às distorções elásticas introduzidas na rede cristalina pelos átomos de soluto de diâmetro atômico diferente do solvente, os quais criam campos de tensão que interagem e dificultam a movimentação das discordâncias.
II - O processo de deformação plástica a frio aumenta a densidade volumétrica de discordâncias na estrutura cristalina; o acúmulo e o entrelaçamento dessas discordâncias criam repulsões e barreiras mútuas que elevam o limite de escoamento do material (encruamento). 
III - O recozimento de um metal previamente encruado promove, na etapa de recristalização primária, a restauração da ductilidade através da diminuição drástica do tamanho dos átomos de soluto e da eliminação completa de todos os contornos de grão da amostra.

Quais estão corretas? 
Alternativas
Q4346794 Engenharia Mecânica
Nos sistemas de suspensão dos veículos, as molas desempenham papel fundamental no funcionamento dos conjuntos em que estão instaladas.
Considerando sua finalidade, é correto afirmar que a principal função das molas é:
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Q4299052 Engenharia Mecânica
O comportamento elástico dos materiais relaciona as tensões e as deformações no regime linear. Registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:
(__)A tensão normal em uma barra tracionada é a razão entre a força axial e a área da seção transversal.
(__)O módulo de elasticidade é a razão entre a deformação e a tensão no regime elástico, conforme a lei de Hooke.
(__)O coeficiente de Poisson relaciona a deformação longitudinal à tensão de cisalhamento aplicada ao corpo.
(__)A tensão de cisalhamento média em um pino é a razão entre a força cortante e a área submetida ao corte.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
Alternativas
Q4282482 Engenharia Mecânica
Durante uma manobra de voo, uma longarina de alumínio de uma aeronave experimental é submetida a um momento fletor de 500 N.m. A seção transversal da longarina é retangular, com base de 50mm e altura de 20 mm. Considere a equação do momento de inércia da seção retangular como I = (b. h^3)/(12). Assinale a alternativa que apresenta corretamente a tensão máxima devido ao esforço atuante na longarina.  
Alternativas
Q4224282 Engenharia Mecânica

Na verificação estática da seção crítica de um eixo de acionamento de uma bomba centrífuga instalada em um edifício do Ministério Público, foram obtidas, por análise elástica, os seguintes componentes de tensão:



• tensão normal de flexão: 100 MPa; e


• tensão cisalhante de torção: 100 MPa.



Adotando o critério de von Mises e sabendo que o aço usado possui limite de escoamento de 500 MPa, o fator de segurança em relação ao escoamento é de, aproximadamente,  

Alternativas
Q4224281 Engenharia Mecânica

Um eixo de aço de um grupo moto-gerador instalado em um edifício do Ministério Público foi dimensionado para suportar, com ampla margem de segurança, o torque máximo previsto em operação.


Após alguns anos de funcionamento, surgiram trincas na região de um rasgo de chaveta, embora as tensões máximas calculadas permanecessem inferiores ao limite de escoamento do material.


Assinale a opção que indica a explicação tecnicamente mais adequada para essa ocorrência.

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Q4224276 Engenharia Mecânica

Um pilar de aço bi-rotulado, pertencente à estrutura de cobertura de um edifício do Ministério Público, possui 4,0 m de comprimento e seção transversal quadrada de 60 mm × 60 mm. O módulo de elasticidade do aço é E = 200 GPa.


Adotando π2 ≈ 10 e considerando que o pilar é suficientemente esbelto para que a flambagem elástica governe o dimensionamento, a carga crítica de flambagem de Euler é 

Alternativas
Q4224275 Engenharia Mecânica

A figura a seguir representa uma barra cilíndrica maciça de aço, com comprimento inicial L0 = 2,0 m e diâmetro d = 20 mm, submetida a uma força axial de tração (P) de 120 kN na extremidade livre, enquanto a extremidade oposta encontra-se engastada.


Q21-1.png (284×77)


O gráfico apresenta o diagrama tensão × deformação do aço empregado.


Q21-2.png (298×130)


Adotando π ≈ 3 e desprezando a variação da área da seção transversal durante o carregamento, assinale a opção que apresenta, respectivamente, a tensão normal desenvolvida na barra e o deslocamento axial correspondente.    

Alternativas
Q4223438 Engenharia Mecânica
No preparo de corpos de prova para o ensaio de impacto Charpy, a usinagem do entalhe é uma etapa crítica regida por normas rigorosas, como a ASTM E23. Considere que um técnico de laboratório ensaiou dois corpos de prova fabricados a partir de uma mesma barra de aço-carbono, na mesma temperatura. O primeiro corpo de prova possuía um entalhe em “V”, enquanto o segundo possuía um entalhe em “U”, com raio de fundo maior. Em relação ao comportamento mecânico esperado e à energia absorvida nesses dois corpos de prova, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Respostas
1: A
2: A
3: A
4: C
5: B
6: C
7: E
8: D
9: B
10: D
11: E
12: B
13: A
14: C
15: E
16: B
17: E
18: B
19: E
20: B