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

Analise as seguintes afirmativas sobre a Fadiga em metais e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) O limite de fadiga de um material metálico é determinado em um diagrama tensão-ciclo, em que os resultados são montados em um gráfico no qual as ordenadas representam a tensão e a abscissa o número de ciclos até a ruptura, ambos (os eixos) em escala logarítmica. ( ) A fadiga é responsável por uma grande porcentagem de falhas em bielas e virabrequins de motores, pás de turbinas a vapor e a gás e outras peças sujeitas a carregamento cíclico. ( ) A fadiga provoca redução na área da seção transversal de um elemento a um ponto em que a carga não pode ser suportada e, como resultado, ocorre a ruptura previamente anunciada devido à formação da trinca. ( ) Aparentemente a falha por fadiga se deve ao fato de que existem regiões microscópicas, em geral na superfície do membro, em que a tensão localizada se torna muito maior do que a tensão média que atua sobre a seção transversal.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Analise as afirmativas abaixo e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) O ensaio de impacto Charpy possibilita traçar a curva de temperabilidade para um dado aço. ( ) No ensaio de tração do aço SAE 1045 normalizado, a deformação relativa inicial é essencialmente proporcional à tensão, além disso, é reversível. Depois de removida a tensão, a deformação desaparece. A esse fenômeno de deformação reversível linear chamamos deformação elástica. ( ) O termo “aço de baixa liga” é usado para os casos em que se adicionam até 5% em elementos de liga tais como o níquel, o cromo, o molibdênio, o manganês ou o silício. ( ) O teor de carbono do aço SAE 1045 é de aproximadamente 0,45%.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

O estudo do atrito ou a ciência que estuda o atrito, assim como sendo a ciência e a tecnologia da interação entre superfícies com movimento relativo e dos assuntos e práticas relacionadas, são definições referentes ao estudo denominado

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

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

Para a análise de estruturas hiperestáticas têm-se dois métodos principais: o Método das Forças e o Método dos Deslocamentos. A esse respeito, analise as proposições a seguir.

1) No Método das Forças, conhecido também como Método da Flexibilidade, as incógnitas primárias são as reações de apoio e/ou esforços seccionais.

2) O Método dos Deslocamentos, também conhecido por Método das Deformações, tem como incógnitas primárias os deslocamentos e rotações em pontos escolhidos na estrutura.

3) O Método da Rigidez é uma combinação dos métodos clássicos (o das Forças e o dos Deslocamentos), no qual se introduzem incrementos matriciais para o cálculo com computadores.

4) O Método das Forças pode ser resumido de acordo com a seguinte sistemática: I- Escolha de um sistema isostático (ou Principal) pela retirada das restrições de um conjunto de redundantes estáticas da estrutura inicial. II- Cálculo dos coeficientes de flexibilidade e de cargas. III-Montagem e resolução do sistema de equações de compatibilidade e IV- Obtenção dos esforços finais.

5) O Processo de Cross é um caso particular do Método dos Deslocamentos.

Estão corretas, apenas: 

Qual o deslocamento de um tirante de aço (E_aço= 2.100.000 kgf/cm² ) de 12m de comprimento e 10cm² de área, ao ser submetido a uma força de 15tf?

Um motor de velocidade variável, cuja massa é de 10 kg, é instalado sobre 4 molas de rigidezes idênticas. O motor entra em ressonância quando sua rotação é de 1200 rpm.

Sendo desprezíveis os efeitos dissipativos do sistema, a rigidez de cada mola do sistema, em kN/m, está na faixa de

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?