Um eixo de transmissão de potência está sujeito a torção cíc...

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Q3795334
Engenharia Mecânica Materiais de Construção Mecânica , Mecânica dos Sólidos ,
Ano: 2025 Banca: FUNDATEC Órgão: Prefeitura de Imbé - RS Prova: FUNDATEC - 2025 - Prefeitura de Imbé - RS - Engenheiro Mecânico |
Q3795334 Engenharia Mecânica
Um eixo de transmissão de potência está sujeito a torção cíclica, vibrações e possibilidade de sobrecargas ocasionais. O projeto exige boa resistência à fadiga e comportamento previsível antes da falha. O material mais adequado, considerando o comportamento mecânico, é:
Alternativas

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Gabarito: B

Fundamento decisivo: O critério técnico decisivo para seleção de material de eixo submetido a torção cíclica, vibrações e sobrecargas ocasionais é privilegiar material dúctil, tenaz e com boa resistência à fadiga, porque o enunciado exige também comportamento previsível antes da falha; por isso, a alternativa B é a correta, já que o aço carbono médio com comportamento dúctil é a única opção que atende simultaneamente a esses requisitos, enquanto as alternativas frágeis ou estruturalmente menos adequadas não atendem.

Tema central: Seleção de material
Análise das alternativas
A
Errada
Incorreta. O ferro fundido cinzento é tipicamente frágil, com baixa ductilidade, o que contraria o requisito expresso de comportamento previsível antes da falha. Além disso, a base aponta menor adequação para torção cíclica com sobrecargas, justamente por faltar o conjunto ductilidade/tenacidade exigido.
B
Certa
A alternativa B está correta porque reúne os requisitos técnicos expressamente cobrados: resistência mecânica compatível com eixo de transmissão, desempenho adequado em fadiga para solicitação cíclica de torção, tenacidade para suportar sobrecargas ocasionais e ductilidade, que permite deformação antes da ruptura e torna a falha mais previsível. A base também indica que eixos de transmissão, em serviço dinâmico, demandam material metálico dúctil e tenaz, e a alternativa B é a única que traz esse conjunto de características.
C
Errada
Incorreta. A cerâmica estrutural apresenta comportamento frágil, baixa tolerância a impacto e sobrecarga e ausência de deformação plástica relevante antes da ruptura. Isso a torna incompatível com a exigência de previsibilidade antes da falha e com a necessidade de suportar carregamento variável com segurança.
D
Errada
Incorreta. O polímero termorrígido não é o material mais adequado para eixo de transmissão de potência submetido a torção cíclica, vibração e sobrecargas, porque, segundo a base, não oferece, em regra, o melhor conjunto de rigidez, resistência mecânica, resistência à fadiga e segurança funcional para essa solicitação estrutural.
E
Errada
Incorreta. A própria alternativa descreve a liga de alumínio como frágil. Esse dado basta para afastá-la, porque a fragilidade contraria diretamente a exigência de comportamento previsível antes da falha e a tolerância a sobrecargas ocasionais. A eliminação não decorre do fato de ser alumínio, mas da característica de fragilidade expressamente indicada.
Pegadinha da questão
A banca explorou a confusão entre propriedades atrativas isoladas de certos materiais e o critério realmente decisivo do enunciado: a expressão “comportamento previsível antes da falha” aponta para ductilidade, o que elimina materiais frágeis mesmo que possam parecer mecanicamente interessantes em outros aspectos.
Dica para questões semelhantes
  • Em eixo com torção cíclica e vibração, procure primeiro material com boa resistência à fadiga, não apenas alta resistência estática.
  • Se o enunciado exigir comportamento previsível antes da falha, priorize ductilidade e tenacidade e descarte alternativas qualificadas como frágeis.
  • Sobrecargas ocasionais reforçam a preferência por materiais menos sensíveis à ruptura brusca.
  • Quando a questão tratar de eixo de transmissão, verifique qual alternativa combina adequação funcional do componente com comportamento dúctil.

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Comentários

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Gabarito: B.

  • Ductilidade: permite deformação antes da falha (aviso prévio) e absorve sobrecargas sem quebrar bruscamente.
  • Resistência a Fadiga: o aço suporta melhor os ciclos de torção e vibração ao longo do tempo.
  • Rigidez: essencial para manter a integridade geométrica do eixo sob carga.

As outras opções são frágeis (A, C, E) ou não possuem resistência mecânica suficiente (D) para transmissão de potência.

É necessário que se escolha um material com razoáveis ductilidade e capacidade de suportar altas tensões em seus milhares de ciclos.

Fofo cinzento, cerâmica estrutural e alumínio frágil são frágeis, e portanto rompem abruptamente, sem aviso prévio.

Polímero termorrígido também está sujeito à fadiga e provavelmente não possui vida infinita, pois a vida infinita, para a qual não ocorre ruptura por fadiga, se dá em aços carbono, ligas de titânio, ligas de molibdênio e ferrosos em geral, mas não é citado nenhum polímero (pelo menos onde estou lendo)

Daí, só nos resta o aço carbono médio dúctil.

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