Questões de Concurso Público Polícia Federal 2014 para Engenheiro Mecânico

Um componente estrutural fabricado em aço dúctil está submetido a um estado plano de tensões, representado, em determinado ponto, pelo elemento de tensões mostrado na figura acima, em que σ₁ = 200 MPa e σ₂ = 100 MPa. Considerando a possibilidade de falha por escoamento, julgue o item abaixo, a respeito da resistência ao escoamento do material do referido componente.

Segundo a Teoria da Máxima Tensão Cisalhante, ou critério de Tresca, o aço para o componente em questão deve apresentar uma resistência ao escoamento de, pelo menos, 200 MPa.

τ_máx = σ₁ - σ₃ = 200 - 0 =100 MPa 
               2              2

τ_max ≤    S_y   
               2

S_y ≥ 2τ_max → S_y ≤ 200 MPa

A respeito dos conceitos de funcionamento e métodos de projeto de sistemas mecânicos, julgue os itens subsecutivos.

Considere que uma massa total de 500 kg seja elevada por uma máquina que utiliza um único cabo de aço. Considere ainda que, ao ser elevada a partir do chão, a massa atinja uma velocidade de 2 m/s após percorrer 4 m com aceleração constante. Nessa situação, assumindo-se a aceleração da gravidade igual a 10 m/s ² , desprezando-se a massa do cabo e aplicando-se um fator de segurança 8 contra a ruptura do cabo, o cabo de aço utilizado deverá apresentar resistência à tração de pelo menos 42 kN.

A respeito dos conceitos de funcionamento e métodos de projeto de sistemas mecânicos, julgue os itens subsecutivos.

Considere que um componente estrutural, fabricado em aço com resistência à ruptura S_rt = 480 Mpa e resistência ao escoamento S_y = 260 MPa, esteja submetido, em determinado ponto, a tensões de von Mises que variam entre 192 MPa e 528 MPa. Nesse caso, se a resistência à fadiga para 10⁶ ciclos desse componente, já corrigida para todos os pertinentes fatores de modificação da resistência à fadiga do material, for S_n = 280 MPa, então, pelo critério de Goodman, esse componente terá vida infinita.