Questões de Concurso Para inpe

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

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. 

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

Um engenheiro estrutural está realizando uma análise de elementos finitos em uma ponte suspensa recém-construída para garantir sua segurança e estabilidade. Durante a análise, ele observa as propriedades das matrizes de massa e de rigidez dos elementos e do sistema como um todo. Sobre este assunto, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.  

(   ) A matriz de massa do sistema é sempre definida positivamente.
(   ) A matriz de rigidez do sistema é sempre definida positivamente.
(   ) A matriz de massa do sistema é sempre singular, a menos que as condições de contorno sejam incorporadas.
(   ) A matriz de rigidez do sistema é sempre singular, a menos que as condições de contorno sejam incorporadas. 

As afirmativas são, respectivamente, 

Na modelagem de um componente com utilização de elementos finitos, verificou-se que existe simetria na geometria e no carregamento. Surgiu, então, a ideia de se realizar o modelamento de apenas metade do componente. Sabe-se, porém, que este processo apresenta peculiaridades.  

Assinale a opção que incorre em considerações imprecisas a respeito do assunto. 

Uma equipe de engenheiros aeroespaciais está projetando uma asa de aeronave para um novo modelo de avião. Eles decidiram usar o método de elementos finitos (MEF) para analisar o comportamento estrutural da asa sob diferentes condições de carga, como durante manobras de voo, turbulências atmosféricas e aterrissagens. 

Nesse processo, assinale a alternativa que indica a função do passo de pré-processamento na aplicação do MEF. 

Na indústria aeroespacial, a segurança e a eficiência dos veículos espaciais são de importância crítica, demandando materiais que suportam condições extremas, desde o lançamento até a reentrada na atmosfera terrestre. Nesse cenário, engenheiros aeroespaciais recorrem aos ensaios de impacto para avaliar a resistência e a tenacidade de materiais usados na construção de aeronaves e satélites.

A respeito de ensaios de impacto Charpy e Izod, analise as afirmativas a seguir.

I. A diferença entre eles é que no Charpy o corpo de prova é posicionado na vertical e o golpe é desferido no mesmo lado do entalhe e no Izod o corpo de prova é posicionado na horizontal, e o golpe é desferido na face oposta ao entalhe.
II. O resultado destes ensaios é representado pela medida da energia absorvida pelo corpo de prova durante a fratura.
III. Quanto maior a altura atingida pelo martelo após o impacto, mais energia o corpo de prova terá absorvido, indicando maior tenacidade do material.

Está correto o que se afirma em 

Um analista estrutural precisa avaliar as reações nos apoios de uma viga composta submetida a uma carga concentrada de 20kN, conforme mostrado na figura abaixo. 




A viga é engastada em ambos os lados e possui dois segmentos de comprimento L₁ = 400mm e área transversal A₁ = 50mm² e de comprimento L₂ = 600mm e área transversal  A₂ = 100mm² . O módulo de elasticidade da viga é de 200 GPa e 60 GPa, respectivamente.

Com base em elementos finitos, determine as reações horizontais que ocorrem nas extremidades esquerda  (R_E)  e direita (R_D), em kN, respectivamente. 

Como engenheiro, é importante conhecer as propriedades dos materiais, de modo a garantir a durabilidade e qualidade dos projetos, o que é feito muitas vezes por meios de testes mecânicos. 

Sobre este assunto, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. 

(   ) Testes de tração revelam informações essenciais sobre a resistência dos materiais, permitindo-lhes avaliar se os materiais podem resistir a tensões operacionais sem sofrer mudanças estruturais permanentes.
(   ) Testes de fadiga são utilizados para avaliar a durabilidade dos materiais, indicando o nível de tensão que leva à falha do material após repetidas aplicações de carga ao longo de um número específico de ciclos.
(   ) As rupturas resultantes de torções assemelham-se às provocadas por trações, visto que ambas as situações culminam em uma diminuição quase equivalente de área.
(   ) A resposta de um metal ao ser comprimido, dentro do limite elástico, em termos de elasticidade, é semelhante à sua resposta sob tensão de tração. Com isso, um único tipo de ensaio é suficiente para a obtenção de diversos parâmetros. 

As afirmativas são, respectivamente, 

Considere um projeto que envolve a análise de uma viga biapoiada com comprimento L sujeita a uma carga distribuída uniforme q. 

A viga tem uma seção transversal retangular definida por dimensões L₁=3k e L₂=k, onde k é uma constante dimensional.  




O dilema enfrentado pelo engenheiro é determinar a orientação ótima da viga para suporte de carga: uma configuração "deitada", com L₁ servindo como base e L₂ como altura, ou uma configuração "em pé", com L₂ como base e L₁ como altura. 

Após análise, o projetista determinou que a razão entre a tensão máxima de flexão da viga deitada e a tensão máxima de flexão da viga em pé é  

Considere uma viga de comprimento L, módulo de elasticidade E, momento de inércia da seção transversal I, engastada em apenas uma extremidade e submetida a uma carga perpendicular P na outra extremidade. 

Assinale a opção que indica a deflexão máxima dessa viga.

A energia potencial de um sistema (V(q)) é dada por: 




Considerando que  q=[q₁ q₂ q₃]^T, o traço da matriz de rigidez (K) do sistema é dado pela expressão 

Os osciladores harmônicos quando submetidos a forçamentos harmônicos, em regime permanente, respondem com mesma frequência da excitação. Porém, a amplitude depende intimamente da relação entre a frequência natural do sistema (w_n) e a frequência do forçamento (w).

Com relação à resposta de osciladores harmônicos a forçamentos também harmônicos, a razão de amplificação da excitação forçada 

Uma caixa é sustentada por quatro cabos em paralelo, os quais encontram-se conectados ao teto e a caixa diretamente. Considere que os cabos são todos iguais e podem ser considerados flexíveis, com módulo de elasticidade E e seção reta de área A. 

Assinale a opção que indica a rigidez equivalente desse sistema de cabos. 

Considerando as reações internas e as tensões que atuam em uma seção de um elemento sujeito a carregamentos variados, assinale a afirmativa correta. 

O comportamento de um material ao ser submetido a um carregamento é de extrema importância para o levantamento das suas propriedades. Um exemplo é a relação entre tensãodeformação, podendo ser obtida experimentalmente por meio de ensaios de tração. 

Relacione os tipos de materiais às respectivas descrições dos seus diagramas tensão-deformação. 

1. Elástico Linear
2. Elástico Perfeitamente Plástico
3. Elástico com endurecimento linear
4. Perfeitamente Plástico 
(   ) a tensão é constante para qualquer que seja a deformação.
(   ) a relação entre tensão e deformação é linear para qualquer nível de tensão.
(   ) o diagrama é composto por duas retas com inclinações diferentes e não nulas.
(   ) para pequenas deformações o material apresenta relação linear entre tensão e deformação, porém após uma determinada deformação a tensão passa a ser constante. 

Assinale a opção que apresenta a relação correta, segundo a ordem apresentada. 

Considere um eixo maciço de seção circular com raio r, onde são escolhidas duas seções circulares distintas, distantes L uma da outra.

Sabe-se que este eixo transmite um torque T(x) = t ∙ x entre essas duas seções circulares, onde 0 ≤ x ≤ L .

A rotação relativa ∆∅ entre essas duas seções é 

Um elemento está submetido a um estado uniaxial de tensão de tração (σ_y = σ_z = 0) com σ_x = 100 MPa. Além disso, o elemento foi submetido a um aumento de temperatura de 100° C.  

Considerando que o módulo de elasticidade é E = 200 GPa e o coeficiente de dilatação linear é α = 25 × 10⁻⁶ °C⁻¹, a deformação ∈_x desse elemento, é 

Uma massa M =100 kg está acoplada a um eixo vertical por meio de uma haste, com seção circular de raio R = 5 cm e comprimento L = π m. Esse eixo rotaciona ao redor do próprio eixo com velocidade angular w, fazendo com que a massa se desloque sobre um plano horizontal e sem atrito. 

Sabendo que a tensão máxima que a haste pode suportar é de σ_adm = 100 MPa, a velocidade angular máxima da haste, em rad/s, é 

Ao se analisar uma seção de um elemento, com seção reta quadrada de lado L, verifica-se que existe um único carregamento axial excêntrico aplicado no ponto (0,h,b) para um sistema cartesiano centrado no ponto central da seção transversal, sendo o eixo x normal à seção transversal.

A equação que representa a linha neutra desta seção transversal é