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

Considere um cilindro sólido de 10 cm de diâmetro e 1 m de comprimento, com uma de suas extremidades fixada a uma parede e composto por um material linearmente elástico, com módulo de elasticidade igual a 10^5 MPa. Qual o alongamento total do cilindro na extremidade não fixada, como resultado de uma carga de 60 kN aplicada ao seu eixo central? Dados: a^b , lê-se ‘a’ elevado a ‘b’ e Pi = 3

A flambagem é um fenômeno que afeta colunas submetidas a carregamentos compressivos. Considere uma coluna de comprimento L, com uma força compressiva P atuando sobre seu eixo vertical. Considerando uma coluna regida pela equação d^2y/dx^2 = - Py/EL, determine a carga crítica Pcr da coluna (menor força compressiva). Condições de contorno: y = 0 para x = 0 e y = 0 para x = l. Dados: a^b , lê-se ‘a’ elevado a ‘b’ pi = número Pi ~ 3,14

Considere as seguintes definições:

1. Quociente entre a tensão aplicada sobre um material e a deformação elástica correspondente.

2. Quantidade de energia necessária para romper um material.

3. Material que apresenta a mesma propriedade em todas as direções.

4. Capacidade do material de absorver energia quando deformado elasticamente e de devolvê-la quando descarregado do esforço que provocou a deformação.

Assinale a sequência abaixo que corresponde respectivamente às definições acima:

Uma placa de aço faz parte de uma máquina que é operada sob temperatura inferior à da transição dúctil-frágil do material. A placa possui 30 mm de espessura e 12 metros de largura. No centro da placa, há uma trinca com 80/p mm de comprimento na direção transversal da placa. Sabe-se que o valor nominal da tensão normal, na direção longitudinal, de projeto da placa é igual a 100 MPa. Qual é o fator de segurança para o componente, sabendo-se que o limite de escoamento do material é igual a 200 MPa e a tenacidade da fratura vale 25 MPa.m^1/2?

Comparativamente ao critério de falha da máxima tensão normal, o Critério de Tresca (da máxima tensão cisalhante) é

O fenômeno da fadiga de um material começa com uma trinca minúscula, em uma área crítica, onde atua uma alta tensão local. A falha por fadiga, portanto, é uma consequência

No ensaio de fadiga com corpo-de-prova entalhado, o fator teórico de concentração tensão (K_t)

A relação entre a tensão e a deformação preconizada pela lei de Hooke, quando aplicada ao problema de solicitação axial por tração de uma barra, permite concluir que um ponto material dessa barra estará sujeito a um estado de deformação tal que, sendo x a direção axial da barra,

A fadiga de um material consiste na ruptura com aplicação de tensão cíclica. Esta tensão variável no tempo, não precisa chegar ao limite elástico para promover a ruptura. A corrosão-fadiga (ou fadiga sob corrosão) é a ruptura com aplicação de tensão cíclica em presença de um meio corrosivo. Pressupõe uma interação sinérgica entre corrosão e tensão cíclica.

(Apostila de corrosão-fadiga. UFRGS, acesso abril 2019. p.1).

Em relação aos métodos de prevenção contra a corrosão-fadiga identifique a alternativa INCORRETA.

Analise as afirmativas a seguir, relacionadas ao esforço de tração em uma barra de contraventamento fabricada em aço, utilizada na construção de uma torre de transmissão da Cemig.

I. Ao sofrer esforço de tensão, nos primeiros instantes e dentro de um certo limite, a deformação é proporcional à tensão aplicada, obedecendo à Lei de Hooke.

II. O alongamento da barra é proporcional ao seu comprimento, e inversamente proporcional à área da sua seção transversal.

III. O limite de elasticidade da barra corresponde à máxima tensão que ele suporta sem sofrer deformação permanente.

Estão corretas as afirmativas

Todos os materiais quando solicitados por carregamentos, são expostos a ações de tensões e deformações. Relativamente a tensões e deformações podemos afirmar sobre as propriedades mecânicas que:

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.

O projeto de vigas sujeitas a carregamentos transversais é realizado com base na flexão. O projetista deve determinar o valor do momento fletor máximo atuante na viga e dimensionar a seção transversal com base na(s) tensão(ões)

Os eixos quando em trabalho podem estar sujeitos, principalmente, às seguintes solicitações:

Considerando os critérios de falha de materiais, um material considerado frágil quando

Determine a velocidade angular a ser selecionada para o torneamento de uma peça cilíndrica de aço e diâmetro de 100 mm, fazendo uso de um torno previsto de ser operado com velocidade de corte de 45 m/min, de forma a se obter a máxima produtividade, porém preservando a ferramenta de corte.

Considerar: π = 3 e que as velocidades angulares disponíveis nesse torno são: 40 rpm; 60 rpm; 100 rpm; 140 rpm; 180 rpm.

Se um corpo de prova fabricado de um material dúctil, como o aço, for submetido a uma carga de compressão em lugar de tração, a curva tensão-deformação seria ___________ na parte inicial da reta e na parte referente ao escoamento e encruamento. Para valores maiores de deformação, as curvas na tração e na compressão ____________, e deve-se notar que a estrição ________________ na compressão. Qual das alternativas preenche CORRETAMENTE as lacunas acima?