Questões de Concurso
Sobre elasticidade linear, plasticidade, fratura, fadiga e flambagem em engenharia mecânica
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Com base nos conceitos da mecânica dos materiais, julgue o item a seguir.
A ruptura de um material submetido a um estado multiaxial de
tensões pode ser prevista por teorias ou critérios de falha. Para
uma peça de ferro fundido cinzento submetida a uma torção e
a uma carga axial, o dimensionamento deve ser feito com
base nas teorias de máxima tensão cisalhante — critério de
Tresca — e teoria da máxima energia de distorção — critério
de von Mises/Hencky.
Com base nos conceitos da mecânica dos materiais, julgue o item a seguir.
O módulo de cisalhamento e o coeficiente de Poisson são
parâmetros que permitem determinar a resistência de um corpo
de material isotrópico à deformação elástica na direção da
tensão normal aplicada, quando esse corpo está submetido a
cargas mecânicas.
Um cabo de aço de 2 mm de diâmetro, que tem limite de escoamento de 210 MPa e módulo de elasticidade de 210 GPa, é utilizado para sustentar um bloco cujo peso é de 600 N. Nesta condição, pergunta-se a um engenheiro mecânico se ocorrerá deformação plástica no cabo de aço e qual o alongamento percentual aproximado do cabo de aço com o bloco suspenso. A resposta correta do engenheiro mecânico é:
Adotar (π = 3).
Quanto à teoria de falhas em materiais, considere as afirmativas seguintes.
I A Teoria da tensão de cisalhamento máxima é utilizada para prever a tensão de falha de um material dúctil submetido a qualquer tipo de carga.
II A Teoria da tensão de cisalhamento máxima diz que o escoamento do material começa quando a tensão de cisalhamento máxima absoluta atinge o valor da tensão de cisalhamento que provoca escoamento do material quando ele está submetido a somente tensão axial.
III A teoria da tensão normal máxima estabelece que um material dúctil falha quando a tensão principal máxima atinge um valor-limite igual ao limite de resistência que o material suporta quando submetido a tração simples.
IV A Teoria da energia de distorção máxima está fundamentada no fato de que ocorre escoamento em um material dúctil quando a energia de distorção por unidade de volume do material é igual ou maior que a energia de distorção por unidade de volume do mesmo material quando ele é submetido a escoamento em um teste de tração simples.
Estão corretas
Ao analisar uma curva tensão-deformação, é importante atentar para determinados conceitos, Quanto a esses conceitos, considere os itens seguintes.
I Limite de elasticidade (LE): tensão máxima em que a deformação ainda é reversível (elástica).
II Módulo de resiliência: máxima energia de deformação que um material pode absorver por unidade de volume de material sem ocorrer deformação plástica (inclui todo o regime elástico, e apenas ele). É proporcional à área do gráfico na porção elástica da curva: (LE x deformação) /2.
III Tensão máxima: máxima tensão calculada (força sobre área da seção transversal inicial), suportada pelo material antes da fratura.
IV A tensão de escoamento é sempre maior do que a tensão de ruptura para materiais frágeis.
Estão corretos
Em uma embarcação, um eixo maciço de 30 mm de diâmetro é usado para transmitir 60,75 kW de potência. A velocidade de rotação do eixo, para que a tensão de cisalhamento não exceda 100 Mpa, é
Adotar (π = 3).
Um tanque cilíndrico, com tampas, tem raio externo R e espessura de parede t, como apresentado na figura abaixo. Quando o tanque é pressurizado, um extensômetro, montado na parede externa numa direção paralela ao eixo z do tanque, mede a deformação longitudinal εz . Assim, a pressão no interior do tanque ρ pode ser monitorada pela deformação medida através do extensômetro.
Determine a expressão da pressão máxima de operação a partir da deformação longitudinal εz


sendo E módulo de elasticidade;
coeficiente de Poisson; ρ é a pressão.
Um compósito deve ser reforçado com fibras contínuas e orientadas, os módulos de elasticidade nas direções longitudinal e transversal são de 19,7 e 3,66 GPa, respectivamente. Se a fração volumétrica das fibras é de 0,25, determine os módulos de elasticidade das fases fibra (Ef ) e matriz ( Em ).
Dado: Ecl = Em(1 - Vf ) + Ef (Vf);
Ao serem determinadas as três frequências naturais de um sistema mecânico com três graus de liberdade, obteve-se, para uma das frequências naturais, o valor nulo.
Esse resultado indica que o
O fenômeno que ocorre quando a frequência da força atuante num sistema mecânico coincide com a frequência natural de vibração do sistema é chamado:
Assinale a alternativa correspondente à situação em que NÃO SE ESPERA que o trincamento induzido por hidrogênio ocorra.
A Fadiga consiste em uma forma de falha que afeta estruturas que estão sujeitas a tensões dinâmicas e oscilantes Com relação aos fatores que influenciam na vida em fadiga, avalie as afirmações adiante e marque (V) as Verdadeiras e (F) as Falsas
( ) Um aumento da tensão média a qual o componente está submetido leva a um acréscimo de sua vida em fadiga.
( ) Entalhes e descontinuidades geométricas atuam como fatores de concentração de tensões e locais de início e propagação de trincas de fadiga.
( ) Para as descontinuidades geométricas presentes na superfície de um componente, quanto menor o raio de curvatura dos mesmos, menos severa será a concentração de tensão nestes locais.
( ) A substituição de um canto vivo (90º) por um mais arredondado, proporciona aumento da vida em fadiga de um componente mecânico.
( ) Processos de acabamento, por exemplo o polimento e o jateamento, quando realizados em componentes que foram anteriormente usinados, permitem a redução de riscos e pequenos defeitos de superfície e ainda proporcionam a introdução de tensões compressivas na superfície do componente. Ambos os processos reduzem o risco de falha por fadiga.
Assinale a alternativa que contém a sequência CORRETA de cima para baixo.
O setor de manutenção de uma indústria mecânica foi acionado após a parada repentina de uma máquina com pouco tempo de uso. Após verificação do motivo, detectou-se uma falha em um eixo cilíndrico. O mesmo apresentou rompimento com uma fratura de topo reto (90º com a lateral do eixo). Visando elucidar o ocorrido, confeccionou-se um corpo de prova do mesmo material do eixo, e após realização de ensaio de tração, verificou-se um comportamento dúctil do material, que foi ensaiado a temperatura de 25ºC. A partir destas informações assinale a alternativa mais coerente com o evento verificado. Obs: A análise da superfície de fratura não detectou propagação de trincas e consequente rompimento por fadiga.
A capacidade de um material absorver energia quando é deformado elasticamente e, então, ter recuperada sua forma original no cessar dessa deformação é denominada