Questões de Concurso Para engenheiro mecânico

Uma sólida compreensão das propriedades, dos tratamentos, dos processos de fabricação e dos materiais, é essencial para se realizar bons projetos de máquinas. Da mesma forma, é importante a escolha correta do tipo de aço para satisfazer as condições do projeto, para garantir eficiência e baixo custo.

Assinale a alternativa que descreve CORRETAMENTE as características do aço:

Quando uma peça é grande ou espessa, é difícil obter dureza uniforme em seu interior por métodos de endurecimento maciço. Uma alternativa é endurecer apenas a superfície, deixando o interior mole. A ___________ aquece um aço de baixo carbono em uma atmosfera de monóxido de carbono, levando a superfície a absorver carbono em solução. A __________ aquece um aço de baixo carbono em uma atmosfera de nitrogênio gasoso e forma duros nitretos de ferro nas camadas superficiais. A ___________ aquece a peça em um banho de sal até por volta de 800°C, e o aço de baixo carbono forma tanto carbonetos quanto nitretos a partir do sal. A _____________ passa uma camada de oxiacetileno sobre a superfície a ser endurecida, que é seguida de um jato de água para provocar o endurecimento.

Assinale a alternativa cujas palavras completam CORRETAMENTE as lacunas.

A dureza e outras características de muitos aços e outros metais não ferrosos podem ser alteradas por tratamento térmico. Um aço de baixo carbono tem pouco carbono para ser submetido a um endurecimento maciço, assim, outros processos de endurecimento superficial devem ser utilizados.

Podemos destacar alguns tipos de tratamentos térmicos mais comuns:

Processos do tratamento térmico:

1 – Têmpera.

2 – Revenido.

3 – Recozimento.

4 – Normalização.

( ) A peça é aquecida acima da temperatura crítica, porém, agora, deixada resfriar até a temperatura ambiente. Isso restaura as condições de solução e as propriedades mecânicas da liga não endurecida.

( ) A peça é aquecida acima de sua temperatura crítica, deixa-se que ela se equilibre por algum tempo e, depois, ela deve ser repentinamente resfriada até a temperatura ambiente por imersão em um banho de água ou óleo.

( ) Aços comerciais, após laminados ou conformados, passam por esse processo, que envolve um banho à alta temperatura durante um menor período de tempo e uma taxa de resfriamento mais rápido.

( ) A peça pode ser reaquecida a uma temperatura mais baixa, deixada nesse banho de calor por um longo tempo e depois deixada resfriar lentamente.

Assinale a alternativa que descreve CORRETAMENTE, de cima para baixo, o tipo de tratamento térmico com o processo:

É útil para um engenheiro projetista ter um conhecimento básico dos processos de soldagem e de suas limitações. A tarefa do projetista é definir a soldagem de acordo com as boas práticas da engenharia, de maneira que as soldas sejam seguras contra falhas no uso desejado. Além disso, o engenheiro projetista também deve escolher a resistência do material de solda e especificar estas informações nos desenhos. A escolha do tipo de solda será, até certo ponto, ditada pela geometria desejada da soldagem.

A figura abaixo mostra alguns tipos de solda:

Correlacione a imagem com os diferentes tipos de solda abaixo

( ) Solda de aresta.

( ) Solda de topo.

( ) Solda de canto.

( ) Solda de filete.

( ) Solda de chanfro JPC.

Assinale a alternativa que descreve CORRETAMENTE, de cima para baixo, os tipos de solda apresentados na figura.

Algumas das propriedades buscadas em um material de mancal de deslizamento são suavidade relativa, resistência razoável, usinabilidade, lubricidade, resistência à temperatura e corrosão e, em alguns casos, porosidade. Um material de mancal deve ter, pelo menos, um terço da dureza do material que está se movendo em relação a ele, a fim de promover encravabilidade de partículas abrasivas. Pode-se citar alguns materiais utilizados em mancais de deslizamento:

1 – Bronze.

2 – Ferro fundido cinzento.

3 – Materiais sinterizados.

4 – Materiais não metálicos.

Características dos materiais de mancais de deslizamento:

( ) Oferecem a possibilidade de correr a seco se eles tiverem lubricidade suficiente. Oferecem coeficiente de atrito pequeno contra qualquer metal, mas têm resistência e temperatura de fusão baixas, as quais, combinadas com a condução de calor bem pobre, limitam as cargas e velocidades de operação.

( ) Material razoável para mancais quando correm um contra o outro a baixas velocidades. Também pode correr contra o aço se ambas as partes forem endurecidas e lubrificadas.

( ) A porosidade permite-lhes absorver uma quantidade significativa de lubrificante e mantê-lo pelo efeito de capilaridade, desprendendo-o no mancal quando aquecido.

( ) Tem boa resistência, usinabilidade e resistência à corrosão, correndo bem contra as ligas ferrosas quando lubrificado. Podem suportar a lubrificação de contorno e podem suportar cargas elevadas e altas temperaturas.

Assinale a alternativa que descreve CORRETAMENTE, de cima para baixo, as características do material de mancal:

Para transmitir potência de um eixo para outro, alguns dos elementos mais antigos e mais usados são as correias e as polias. Frequentemente esses elementos são utilizados como substitutos de engrenagens, mancais ou outros dispositivos relativamente rígidos de transmissão de potência, simplificando o projeto de uma máquina. As transmissões por correias e polias apresentam as seguintes características:

I. Possuem alto custo inicial.

II. Alto coeficiente de atrito.

III. Baixa resistência ao desgaste e funcionamento silencioso.

IV. São flexíveis, elásticas e adequadas para grandes distâncias entre centros.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Cargas críticas para flambagem das colunas submetidas a esforços de compressão são calculadas em função de suas condições de vinculação. Considerando uma barra comprimida de seção transversal constante e as condições de vinculação apresentadas:

I. Extremidade inferior e superior pinadas.

II. Extremidade inferior e superior engastadas.

III. Extremidade inferior engastada e superior pinada.

IV. Extremidade inferior engastada e superior livre.

Assinale a alternativa que possui a vinculação CORRETA para a coluna que suportará maior carga de compressão:

Os eixos estão presentes em grande parte das máquinas agrícolas e constituem uma estrutura mecânica que, na maioria das vezes, suporta duas ou mais polias que podem ser instaladas horizontal ou verticalmente. No dimensionamento de um eixo horizontal, os principais esforços a serem considerados são:

Um elemento pode estar sujeito a várias cargas simultaneamente e, para determinar a distribuição de tensão resultante, é necessário determinar a tensão individual de cada carga, para depois aplicar a superposição de tensões. Sabendo que cargas internas provocam tensões internas, analise as cargas internas da figura abaixo:

Avalie as afirmativas a seguir.

I. No ponto A, a carga vertical de 800 N desenvolve uma tensão de cisalhamento.

II. No ponto B, o momento de 40 Nm desenvolve uma tensão de flexão

III. No ponto C, o momento de 30 Nm desenvolve uma tensão de flexão.

IV. No ponto C, o momento de 40 Nm desenvolve uma tensão de flexão.

V. No ponto B, a carga horizontal de 500 N desenvolve uma tensão normal.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Para os aços utilizados na indústria mecânica emprega-se a nomenclatura da Society of Automotive Engineers (SAE), a qual se baseia em quatro dígitos.

Uma especificação de aço SAE 1020 significa:

Elementos estruturais compridos e esbeltos, sujeitos a uma força de compressão axial, são denominados colunas, e a deflexão lateral que ocorre é denominada flambagem.

Pode-se afirmar sobre flambagem:

I. Uma coluna acoplada por pinos sofrerá flambagem em torno do eixo principal da seção transversal que tenha o menor momento de inércia.

II. Uma coluna sofrerá flambagem em torno do eixo principal da seção transversal que possuir o menor raio de giração.

III. Uma coluna sofrerá flambagem em torno do eixo principal da seção transversal que tenha o menor índice de esbeltez.

IV. A capacidade de carga de uma coluna aumentará à medida que o momento de inércia da seção transversal aumentar.

V. Colunas eficientes são projetadas de modo que a maior parte da área da seção transversal da coluna esteja localizada o mais próximo possível dos eixos principais da seção.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Muitas vezes um elemento pode estar sujeito a várias cargas simultaneamente e, para determinar a distribuição de tensão resultante, é necessário determinar a distribuição de tensão devido à cada carga e, então, aplicar a superposição para determinar a distribuição de tensão resultante.

Considerando o elemento sujeito às cargas na figura:

Em relação às cargas, com as tensões desenvolvidas no elemento, avalie as afirmativas a seguir.

I. No ponto B, a carga horizontal de 10 kN desenvolve uma tensão normal de compressão.

II. No ponto A, a carga vertical de 20 kN desenvolve uma tensão de cisalhamento.

III. No ponto B, a carga vertical de 20 kN desenvolve uma tensão de flexão de compressão.

IV. No ponto A, a carga vertical de 20 kN desenvolve uma tensão de flexão de tração.

V. No ponto A, a carga horizontal de 10 kN desenvolve uma tensão normal de tração.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Concentrações de tensões também são responsáveis por muitas falhas de elementos estruturais ou mecânicos sujeitos a carregamentos de fadiga. Quando uma força é aplicada a um elemento, ele cria uma distribuição de tensão complexa dentro da região localizada do ponto de aplicação da carga.

Alguns pontos importantes sobre a concentração de tensões são:

I. Concentrações de tensão ocorrem em seções onde a área da seção transversal muda repentinamente. Quanto mais severa a mudança, maior a concentração de tensão.

II. Para projeto ou análise, basta determinar a tensão máxima que age sobre a menor área de seção transversal.

III. Para determinar a tensão máxima, utiliza-se um fator de concentração de tensão 𝐾, que foi determinado por meios experimentais e que não depende da geometria da seção transversal do corpo de prova.

IV. Normalmente, a concentração de tensão em um corpo de prova dúctil, submetido a um carregamento estático, não terá de ser considerada no projeto. Todavia, se o material for frágil ou estiver sujeito a carregamentos de fadiga, as concentrações de tensão se tornarão importantes.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

As reações exercidas sobre um corpo rígido bidimensional podem ser divididas em três grupos, que correspondem a três tipos de apoio ou conexão:

1 - Reações equivalentes a uma força com linha de ação conhecida.

2 - Reações equivalentes a uma força de direção, sentido e intensidade desconhecida.

3 - Reações equivalentes a uma força e a um binário.

Tipos de apoios e conexões:

( ) Apoios e conexões que causam reações desse tipo incluem pinos sem atrito ajustados em furos. Esses apoios e essas conexões podem impedir a translação do corpo livre em todas as direções, mas não podem impedir o corpo de girar em torno da conexão.

( ) Apoios e conexões que causam reações desse tipo incluem rolete, suportes, basculantes e superfícies sem atrito.

( ) Essas reações são causadas por engastes que impedem qualquer movimento do corpo livre, de modo a imobilizá-lo totalmente.

( ) Apoios e conexões que causam reações desse tipo incluem hastes de conexão e cabos curtos, colar em haste sem atrito e pinos sem atrito em fendas.

( ) Apoios e conexões que causam reações desse tipo incluem articulações e superfícies rugosas. Esses apoios e essas conexões podem impedir a translação do corpo livre em todas as direções, mas não podem impedir o corpo de girar em torno da conexão.

A relação CORRETA, de cima para baixo, das reações com os tipos de apoios e conexões é:

A aplicação das equações de equilíbrio recai em quatro categorias. Essas categorias diferem no número e tipo (força ou momento) de equações de equilíbrio independentes necessárias para resolver o problema. As categorias são:

I. Categoria 1: O equilíbrio de forças, todas concorrentes no ponto O, requer todas as três equações de força, mas nenhuma equação de momento, porque o momento das forças em torno de qualquer eixo que passe por O vale zero.

II. Categoria 2: O equilíbrio de forças está em um plano e é concorrente em um ponto O. Requer apenas as duas equações de força, pois o somatório de momentos em relação ao ponto O é nulo.

III. Categoria 3: O equilíbrio de forças paralelas requer apenas uma equação de força, aquela na direção das forças, e duas equações de momento em torno dos eixos (𝑦 𝑒 𝑧), que são paralelas à direção das forças.

IV. Categoria 4: O equilíbrio de um sistema geral de forças requer todas as três equações de força e todas as três equações de momento.

É CORRETO o que se afirma em:

As Leis de Newton fornecem as condições nas quais uma partícula sujeita a forças está em equilíbrio estático. Em problemas de equilíbrio de partículas, a partícula considerada pode representar apenas uma partícula de um corpo ou estrutura, ou uma parte do corpo ou estrutura, ou todo o corpo ou estrutura. Ao aplicar a somatória de forças na partícula, todas as forças que são aplicadas à partícula devem ser incluídas. Essas forças têm diversas origens, como segue:

I. Algumas das forças podem ser devidas à interação das partículas com o seu ambiente, tais como o peso devido à gravidade, a força do vento soprando contra a estrutura, as forças de atração magnética de objetos próximos, etc.

II. Algumas das forças podem ser devidas a elementos estruturais que estão ligados (ou contidos) na partícula. Por exemplo, se uma partícula específica tem um cabo ligado a ela, o cabo normalmente irá aplicar uma força à partícula.

III. Algumas das forças podem ser devidas aos apoios. Por exemplo, se uma partícula (ou corpo que a partícula representa) está colada a uma superfície, a cola normalmente irá aplicar forças à partícula. Chamamos essas forças de forças de fixação.

IV. Quando utilizarmos a forma escalar, vamos calcular os componentes das forças nas direções 𝑥 𝑒 𝑦 e somar as forças em cada uma dessas direções.

É CORRETO o que se afirma em:

A maneira como um objeto é apoiado determina a sua fixidez, e se é estaticamente determinado ou indeterminado. Esses conceitos são definidos como segue:

I. Fixidez completa: tem apoios que são suficientes em número e disposição, para que o corpo seja completamente fixo no espaço e não experimente nenhum movimento em qualquer direção sob a ação de algum conjunto possível de forças.

II. Fixidez parcial: tem apoios que irão permitir seu movimento em somente uma direção. Não interessa se esse movimento seja gerado pela força e/ou momento que são aplicados, e se o corpo está inicialmente em movimento.

III. Sem fixidez: não tem apoios e está totalmente livre para se deslocar e girar no espaço.

IV. Corpo estaticamente determinado: as equações de equilíbrio da estática são suficientes para determinar todas as forças desconhecidas e/ou outras incógnitas que aparecem nas equações de equilíbrio.

V. Corpo estaticamente indeterminado: as equações de equilíbrio da estática não são suficientes para determinar todas as forças desconhecidas e/ou outras incógnitas que aparecem nas equações de equilíbrio.

É CORRETO o que se afirma em:

Um corpo pode ser submetido a vários tipos de cargas externas, todavia, qualquer uma delas pode ser classificada como uma força de superfície ou uma força de corpo. Essas forças geram forças internas num corpo deformável.

Pode-se afirmar sobre as forças internas:

I. Força Normal N: Essa força age perpendicularmente à área e se desenvolve sempre que as cargas externas tendem a empurrar ou puxar os dois segmentos do corpo.

II. Força de Cisalhamento, V: A força de cisalhamento encontra-se no plano da área e é desenvolvida quando as cargas externas tendem a provocar deslizamento de um dos segmentos do corpo sobre o outro.

III. Momento de Torção ou Torque, T: Esse efeito é desenvolvido quando as cargas externas tendem a torcer um segmento do corpo com relação ao outro.

IV. Momento Fletor, M: O momento fletor é causado pelas cargas externas, que tendem a fletir o corpo em torno de seu próprio eixo.

É CORRETO o que se afirma em:

Para transmitir potência de uma árvore à outra, podemos utilizar conjuntos de engrenagens, conforme mostrado na figura.

Com relação à transmissão de potência, assinale a alternativa CORRETA.

A convecção pode ser classificada como convecção natural (ou livre) ou forçada, dependendo de como o movimento do fluido é iniciado. Na convecção forçada, o fluido é forçado a escoar sobre a superfície ou dentro de um tubo por meios externos, como bomba ou ventilador. Na convecção natural, qualquer movimento do fluido é causado por meios naturais, como o efeito empuxo, que se manifesta com fluidos quentes subindo e fluidos frios descendo. A experiência mostra que a transferência de calor por convecção depende fortemente das propriedades do fluido, como viscosidade dinâmica, condutividade térmica, densidade e calor específico, assim como da velocidade do fluido. Ela também depende da geometria e da rugosidade da superfície sólida, além do tipo de escoamento do fluido (modo laminar ou turbulento).

Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I. Todas as observações experimentais indicam que a temperatura do fluido é maior próximo à superfície do que nas camadas adjacentes do fluido.

PORQUE

II. O fluido, em contato direto com um sólido, “adere” à superfície por causa dos efeitos viscosos, atingindo repouso completo na superfície, onde não há escorregamento.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA.