Exercícios de Elementos de Máquinas

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Lista de Exercícios 5
Elementos de Máquinas
Prof. João Gutemberg Farias
Questão 1 - (6-3 Shigley 10ed) Um corpo de prova em viga rotante de aço tem uma resistência
última de 840 MPa. Estime a vida útil da amostra se ela é ensaiada com tensões alternadas completas
de amplitude igual a 490 MPa.
Questão 2 - (Baseado no 6-19 Shigley 10ed) O eixo mostrado na figura, que roda a 1150 rpm,
suporta uma força de flexão de 45 kN. Usando um aço 1095 HR (laminado a quente). As superfícies
são usinadas.
a) Especifique um diâmetro d usando fator de projeto nd = 1,6 considerando carregamento
estático.
b) Especifique um diâmetro d usando fator de projeto nd = 1,6 para vida infinita.
c) Especifique um diâmetro d usando fator de projeto nd = 1,6 para para uma vida de 10h (já
feito na Lista 4).
Questão 3 - (Baseado no 3-68 Shigley 10ed) Um eixo com duas polias é ilustrado na figura. A
polia A é acionada por um motor por meio de uma correia com as tensões de correia mostradas. A
potência é transmitida através do eixo e é aplicada à correia na polia B. Considere que a tensão na
correia do lado frouxo em B é igual a 15% da tensão do lado apertado.
a) Determine as tensões na correia na polia B, assumindo que o eixo rotaciona a velocidade
constante;
b) Encontre as intensidades das forças de reação nos mancais, assumindo que os mancais funcio-
nam como apoios simples;
c) Desenhe os diagramas de esforço cortante, momento fletor e momento torsor.
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d) Determine a seção crítica e calcule as tensões atuantes nela.
e) Encontre o fator de segurança para o dimensionamento estático utilizando von Misses.
Questão 4 - (Baseado no 6-37 Shigley 10ed) A partir dos resultados do problema anterior, determine
o fator de segurança à fadiga baseado em vida infinita utilizando todos os critérios de falha por fadiga.
Caso a vida seja finita, calcule o número de ciclos. Verifique também o fator de segurança quanto ao
escoamento de 1◦ ciclo. O eixo rotaciona a velocidade constante, tem diâmetro constante e é feito de
aço AISI 1018 conformado a frio (CD).
Questão 5 - Resolva a questão 6-40 do Shigley 10ed, porém utilize o critério ASME-Elíptico e aço
1020 conformado a quente. Verifique escoamento de 1◦ ciclo e vida infinita. Caso tenha vida finita
(e não apresentar escoamento de 1◦ ciclo), calcule o número de ciclos da vida finita.
Questão 6 - Resolva a questão 6-41 do Shigley 10ed, porém verifique o fator de segurança para vida
finita de 50 mil ciclos.
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