Questões de Concurso
Sobre modelagem estática e dinâmica em engenharia mecânica
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Tanto o projeto quanto a construção de máquinas, sua utilização e manutenção, exigem amplos conhecimentos de engenharia e tecnologia mecânica. Cabe ao técnico ou engenheiro a responsabilidade de uma visão prático-conceitual que garanta ao máximo, a partir da fase de concepção e de projeto técnico, uma funcionalidade segura, economia construtiva e economia de energia, além de boas características quanto à manutenção, que deve ser, além de mínima, também fácil, econômica e de mínimo impacto ambiental. Tudo isso se aplica a desde as máquinas mais simples até as mais complexas e caras.

A figura (fora de escala) mostra, esquematicamente, um arranjo clássico bastante comum para o acionamento de máquinas. O motor elétrico mostrado é trifásico, de alto rendimento, de 6 polos, 220 V, 60 Hz, carcaça 200L, Fator de Serviço igual a 1,15, rotação nominal de 1 152 rpm e potência nominal de 30 kW (40 CV).
As engrenagens são todas de aço ABNT 8620, cementadas, e os eixos são todos de aço ABNT 4340 normalizado. São 4 engrenagens cilíndricas de dentes retos (ECDR), sendo cilíndricas helicoidais (ECDH) apenas as engrenagens e e f . As engrenagens a, c, e e possuem 20 dentes cada e as engrenagens b, d e f possuem números de dentes iguais a 80, 60 e 40, espectivamente. Os módulos das engrenagens a, d e e são, espectivamente, iguais a 2, 3 e 4 mm. Cada eixo, 1, 2, 3 e 4, em suas extremidades apoiadas sobre rolamentos.
Dado: Nos cálculos, considerar π = 3
Tanto o projeto quanto a construção de máquinas, sua utilização e manutenção, exigem amplos conhecimentos de engenharia e tecnologia mecânica. Cabe ao técnico ou engenheiro a responsabilidade de uma visão prático-conceitual que garanta ao máximo, a partir da fase de concepção e de projeto técnico, uma funcionalidade segura, economia construtiva e economia de energia, além de boas características quanto à manutenção, que deve ser, além de mínima, também fácil, econômica e de mínimo impacto ambiental. Tudo isso se aplica a desde as máquinas mais simples até as mais complexas e caras.

A figura (fora de escala) mostra, esquematicamente, um arranjo clássico bastante comum para o acionamento de máquinas. O motor elétrico mostrado é trifásico, de alto rendimento, de 6 polos, 220 V, 60 Hz, carcaça 200L, Fator de Serviço igual a 1,15, rotação nominal de 1 152 rpm e potência nominal de 30 kW (40 CV).
As engrenagens são todas de aço ABNT 8620, cementadas, e os eixos são todos de aço ABNT 4340 normalizado. São 4 engrenagens cilíndricas de dentes retos (ECDR), sendo cilíndricas helicoidais (ECDH) apenas as engrenagens e e f . As engrenagens a, c, e e possuem 20 dentes cada e as engrenagens b, d e f possuem números de dentes iguais a 80, 60 e 40, espectivamente. Os módulos das engrenagens a, d e e são, espectivamente, iguais a 2, 3 e 4 mm. Cada eixo, 1, 2, 3 e 4, em suas extremidades apoiadas sobre rolamentos.
Dado: Nos cálculos, considerar π = 3
Tanto o projeto quanto a construção de máquinas, sua utilização e manutenção, exigem amplos conhecimentos de engenharia e tecnologia mecânica. Cabe ao técnico ou engenheiro a responsabilidade de uma visão prático-conceitual que garanta ao máximo, a partir da fase de concepção e de projeto técnico, uma funcionalidade segura, economia construtiva e economia de energia, além de boas características quanto à manutenção, que deve ser, além de mínima, também fácil, econômica e de mínimo impacto ambiental. Tudo isso se aplica a desde as máquinas mais simples até as mais complexas e caras.

A figura (fora de escala) mostra, esquematicamente, um arranjo clássico bastante comum para o acionamento de máquinas. O motor elétrico mostrado é trifásico, de alto rendimento, de 6 polos, 220 V, 60 Hz, carcaça 200L, Fator de Serviço igual a 1,15, rotação nominal de 1 152 rpm e potência nominal de 30 kW (40 CV).
As engrenagens são todas de aço ABNT 8620, cementadas, e os eixos são todos de aço ABNT 4340 normalizado. São 4 engrenagens cilíndricas de dentes retos (ECDR), sendo cilíndricas helicoidais (ECDH) apenas as engrenagens e e f . As engrenagens a, c, e e possuem 20 dentes cada e as engrenagens b, d e f possuem números de dentes iguais a 80, 60 e 40, espectivamente. Os módulos das engrenagens a, d e e são, espectivamente, iguais a 2, 3 e 4 mm. Cada eixo, 1, 2, 3 e 4, em suas extremidades apoiadas sobre rolamentos.
Dado: Nos cálculos, considerar π = 3



Considerar:
- aceleração da gravidade = 10 m/s 2 ;
- material A: peso específico = 8000 kg/m3 ; e
- material B: peso específico = 10000 kg/m3 .

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.
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.
τmáx = σ1 - σ3 = 200 - 0 =100 MPa
2 2
τmax ≤ Sy
2
Sy ≥ 2τmax → Sy ≤ 200 MPa
Se a velocidade de rotação da manivela OA for constante, a velocidade do cursor B será também constante.
O mecanismo ilustrado possui seis centros instantâneos de rotação.
i = C2n = n ( n - 1)
2
i = C42 = 4 ( 4 - 1) = 6
2

A partir dessas informações, julgue os itens a seguir.
Para o sistema em questão, o coeficiente de amortecimento crítico é 90 N.s/m.

Considere que, na figura abaixo, a viga AB, de comprimento L, seja pivotada em A e apoiada em B por um cabo vertical que passa por duas polias C e D. Considere, ainda, que a polia D sustente verticalmente um bloco de peso Q. Nessa situação, desprezando a fricção nas polias e no pivô A, para que a viga permaneça horizontal, a carga P deve ser aplicada na posição.

I. Quando a distância entre centros é ligeiramente alterada, o ângulo de pressão não muda.
II. A relação entre as velocidades angulares não se altera quando a distância entre centros é alterada ligeiramente.
III. A curva típica do perfil dos dentes é um arco de parábola.
IV. O número mínimo de dentes do pinhão é 19, para evitar interferência, quando o ângulo de pressão é 20°.
Está correto o que consta em


Uma pequena aeronave pesa 7 200 N e a superfície alar é de 10 m2. Se a velocidade de cruzeiro for igual a 60 m/s, o valor do coeficiente de sustentação será:
Dado: Densidade do Ar na condição de voo = 1,2 kg/m3Considere o enunciado a seguir para responder às questões de números 51 a 53.
Para montagem de uma estrutura mecânica, será necessária a aplicação de uma força de 50 kN. Para transmitir esta força de montagem, será tracionada uma barra de aço cilíndrica e homogênea, de diâmetro igual a 20 mm, cujo módulo de elasticidade longitudinal é de aproximadamente 200 000 MPa. O peso próprio da barra pode ser desprezado, e os engastamentos da barra são rígidos, de deformação elástica desprezível. A montagem correta só poderá ser feita se a barra cilíndrica, que vai operar no regime elástico, sofrer uma deformação elástica limitada a 0,5 mm.Uma das características que influenciaram no sucesso das aplicações dos aços, em relação a outros materiais, é a sua propriedade de baixa deformação elástica ao operar sob tração. É importante e fundamental que as propriedades dos materiais sejam entendidas, assim como os valores numéricos que as representam, para que sejam aproveitadas nos projetos mecânicos. Sabe-se que o alumínio possui uma rigidez bem menor que os aços, apresentando o triplo de deformação elástica sob tração. Sem considerar qualquer outro problema de resistência mecânica, se a barra de aço for substituída por uma barra cilíndrica homogênea de alumínio, é correto afirmar que, para se conseguir as mesmas condições de montagem citadas,
Considere o enunciado a seguir para responder às questões de números 51 a 53.
Para montagem de uma estrutura mecânica, será necessária a aplicação de uma força de 50 kN. Para transmitir esta força de montagem, será tracionada uma barra de aço cilíndrica e homogênea, de diâmetro igual a 20 mm, cujo módulo de elasticidade longitudinal é de aproximadamente 200 000 MPa. O peso próprio da barra pode ser desprezado, e os engastamentos da barra são rígidos, de deformação elástica desprezível. A montagem correta só poderá ser feita se a barra cilíndrica, que vai operar no regime elástico, sofrer uma deformação elástica limitada a 0,5 mm.Para esta montagem, à extremidade da barra foi soldado um flange de alta rigidez, com alguns furos. Pelos furos passarão “Z” parafusos M8, cujas porcas serão apertadas simultaneamente por um dispositivo especial, gerando a força de 50 kN necessária. O dispositivo é capaz de aplicar um torque limite de 16 N.m em cada porca. Considerando que o torque de aperto das porcas pode ser estimado por T = 0,2 . Fap . d, é correto afirmar que será necessário distribuir uniformemente e apertar um número Z, de porcas, igual a
Considerando que o componente submetido a uma carga axial de 6.000 N esquematizado na figura acima seja fabricado em aço ABNT 4130 normalizado (resistência à ruptura Srt = 1030 MPa e ao escoamento Sy = 650 MPa), e considerando, ainda, os fatores de concentração de tensões indicados para a mudança de seção e para o furo, julgue o item a seguir.
O coeficiente de segurança contra escoamento na peça é
menor que 5.