Questões de Concurso Público INPE 2024 para Tecnologista Pleno I - Projeto e Análise Estrutural

Em um projeto de uma estrutura aeroespacial, a atenção à distribuição de tensões é crucial para garantir a integridade estrutural durante operações extremas, como lançamento, reentrada na atmosfera e manobras em órbita.  

Uma das principais preocupações é o projeto de componentes que evitam a concentração de tensões, que podem levar a falhas prematuras. Dado este contexto, as geometrias mais propensas a causar concentração de tensão em uma peça estrutural são

Uma empresa da área aeroespacial está desenvolvendo um novo tipo de aeronave que apresenta uma fuselagem inovadora. Para otimizar o design estrutural da fuselagem e garantir sua resistência e segurança, a equipe de engenharia decidiu utilizar o Método dos Elementos Finitos (MEF). Porém, ficou em dúvida se utilizaria elementos finitos de baixa ordem ou de alta ordem.  

Considerando as peculiaridades de um projeto de fuselagem, assinale a opção que indica a(s) principal(is) desvantagem(ens) dos elementos finitos de baixa ordem em comparação com os de alta ordem. 

Na indústria aeroespacial, prioriza-se a otimização de veículos e estruturas para combinar leveza e resistência sem sacrificar segurança ou integridade estrutural. Placas, cascas e chapas são estruturas fundamentais nesse setor, destacando-se por ter espessura muito menor em relação ao comprimento e à largura, conferindo-lhes propriedades mecânicas ideais para aplicações aeroespaciais.  

Dado esse contexto, analise as afirmativas a seguir. 

I. Chapas são peças planas, nas quais os carregamentos são supostamente contidos nesse plano. São empregadas em revestimentos e componentes menores que necessitam de resistência e leveza, como painéis de acesso e revestimentos internos.
II. Cascas são estruturas planas, nas quais carregamentos são supostamente perpendiculares a esse plano, gerando flexão e cisalhamento. São utilizadas em áreas que requerem grande rigidez e resistência a cargas, tais como como as asas de aeronaves e painéis de controle.
III. Placas são peças estruturais que não são necessariamente planas, nas quais os carregamentos podem ser tanto tangenciais como normais à superfície da casca.  São empregadas em componentes que precisam resistir a cargas distribuídas de maneira complexa, como fuselagens de aeronave. 

Está correto o que se afirma em

Durante o desenvolvimento de novas ligas metálicas para uso em componentes aeroespaciais, engenheiros precisam realizar ensaios de propagação de trincas por fadiga. 

Um exemplo de resultado deste tipo de ensaio está apresentado na figura abaixo, que apresenta a taxa de crescimento da trinca (da/dN) e a variação do fator de intensidade de tensão (∆K) para diferentes comprimentos de trinca. 




Ref.: Dowling, Norman E. Mechanical Behavior of Materials eBook: International Edition. Pearson Higher Ed, 2013. 

Um modelo muito utilizado para este tipo de ensaio é o modelo exponencial definido pela Lei de Paris, que permite calcular a inclinação da linha reta no gráfico log-log corresponde ao expoente m e o intercepto com o eixo y definido como C . 

Supondo que dois pontos hipotéticos de um determinado ensaio são A =(10,10⁻⁵) e B = (100,10⁻²⁾, os valores dos parâmetros são 

Um engenheiro está envolvido no design do assoalho de uma aeronave e tem por responsabilidades garantir que as vigas estruturais que apoiam os painéis sejam capazes de suportar as cargas operacionais sem falhar. Inicialmente, ele idealiza uma viga simplesmente apoiada com 8 metros de comprimento, com uma carga distribuída uniforme de 8 kN/m  ao longo de toda a extensão e uma carga concentrada de 16 kN é aplicada a  2 metros da extremidade esquerda. A seção da viga é uniforme, com base de 5 cm e altura 20 cm.  Para o projeto, existem dois materiais que podem ser empregados: a liga 1, que tem resistência ao cisalhamento entre 100 a 140 MPa e resistência à tração entre 200 e 270 MPa e a liga 2, que tem resistência ao cisalhamento entre 330 a 430 MPa e resistência à tração entre 570 e 620 MPa.  

Para o projeto, existem dois materiais que podem ser empregados: a liga 1, que tem resistência ao cisalhamento entre 100 a 140 MPa e resistência à tração entre 200 e 270 MPa e a liga 2, que tem resistência ao cisalhamento entre 330 a 430 MPa e resistência à tração entre 570 e 620 MPa.  



Em relação ao problema apresentado, é correto afirmar que