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

Quando um metal é submetido a tensões ou deformações cíclicas, há uma quebra de sua estrutura, o que leva o metal à ruptura. Este comportamento chama-se

Em se tratando de projeto de eixos uniformes com seções transversais circulares usados para transmitir potência, é correto afirmar que, ao utilizar a teoria da tensão cisalhante máxima para o cálculo do menor diâmetro admissível do eixo,

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).

Uma estrutura metálica de aço precisa ser projetada para suportar uma central de ar-condicionado. Uma das vigas está engastada na parede em uma extremidade e a outra extremidade em balanço. O peso do equipamento sobre essa viga é de 1000 N/m distribuídos uniformemente ao longo da viga de 3 metros de comprimento. Considerando que o momento de inércia da viga é de 30 cm⁴ e o módulo de elasticidade do aço é 200 GPa, e desprezando o peso da viga, assinale a alternativa correta.

Em relação à ciência dos materiais, assinale a alternativa correta.

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 ε_z . 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 ε_z

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 (E_f ) e matriz ( E_m ). 

Dado: E_cl = E_m(1 - V_f ) + E_f (V_f);

O principal mecanismo para o aumento simultâneo da resistência mecânica e da tenacidade de um aço ao carbono AISI 1010 é

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

Na figura a seguir é mostrado uma imagem da região fraturada de um aço obtida com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura (MEV) com um aumento de 500x. Esta figura é também conhecida como fractografia e traz uma característica típica que indica o mecanismo de fratura predominante nesta região. Assinale a alternativa que possui a descrição correspondente às suas características e o mecanismo de fratura ocorrido na região apresentada na figura.

Um eixo cilíndrico maciço de diâmetro 50 mm é usado para transmitir 85 kW de potência. Qual é o valor mais aproximado da frequência de rotação do eixo de modo que a tensão de cisalhamento não exceda 60 Mpa?

Em relação às propriedades mecânicas dos metais, analise as assertivas abaixo, assinalando V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) O módulo de elasticidade do metal aumenta com o aumento da temperatura.

( ) Resiliência é a capacidade de um material de absorver energia quando deformado elasticamente.

( ) Em uma amostra de um metal que tenha sido deformada plasticamente, se a carga for retirada, ocorrerá recuperação da deformação elástica.

( ) Um metal com maior módulo de elasticidade apresentará maior deformação elástica quando submetido a uma mesma tensão de tração.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Um eixo cilíndrico maciço está sujeito a um torque de 40 N.m. Sendo o limite de resistência 135 Mpa, qual é o menor raio para que não ocorra falha, de acordo com a teoria da tensão normal máxima?

Observe o diagrama tensão () versus deformação () obtido em um ensaio de tração de uma peça de aço carbono.

Com base nesse diagrama, pode-se afirmar que a tensão de escoamento desse aço vale: