RESISTENCIA DOS MATERIAIS 2

Prévia do material em texto

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS II
CARREGAMENTOS EQUIVALENTES
1. Uma situação comum na Engenharia Civil é o entupimento das calhas responsáveis pelo escoamento da água da chuva. Ao entupir devido ao acúmulo de folhas, por exemplo, elas passam a ter uma carga adicional causada pelo peso das folhas. O carregamento equivalente dessa situação pode ser tratado como:
B. uma força resultante que atua na linha de ação da calha, localizada no centroide da figura formada pela distribuição linear de carga.
2. Onde está localizada a linha de ação da força resultante devido ao carregamento de uma distribuição de carga, conforme a figura a seguir?
B. A um metro do ponto A. 
A posição da linha de ação da força resultante gerada pelo carregamento equivalente, se encontra a um metro do ponto A, de acordo com a expressão:
x ̅=(L²/2)/L
x ̅=L/2
3. Dado a distribuição de carga a seguir, qual o valor da carga equivalente, aproximadamente?
E. 341,33 N. 
Fazendo-se uso da seguinte equação, tem-se que:
FR=∫w(x).dx
FR = ∫2x²dx (com limite de 0 a 8)
FR = (2.8³/3) - (2.0³/3)
FR = 341,33 N
4. Vamos analisar novamente a distribuição de carga anterior, mas agora encontre a posição que se encontra a linha de ação do carregamento equivalente.
TENACI
C. A linha de ação do carregamento equivalente está a 6 metros de A.
De acordo com a fórmula para se encontrar a posição da FR, tem-se que:
x ̅=(∫x.2x².dx)/341,33 (com limites de 0 a 8)
Assim, tem-se que:
x = 6 m do ponto A
5. A intensidade da força resultante é equivalente à soma de todas as forças atuantes no sistema e, em muitos casos, deve ser calculada por integração, uma vez que existem infinitas forças atuando sobre o sistema. Essa força resultante é igual: 
D. A área total sob o diagrama de carga.
A intensidade da força é dada pela seguinte equação:
FR=∫w(x).dx​​​​​​​
Em que a força resultante sempre se dará pela área total sob o diagrama de carga da estrutura.
Materiais de Construção: Deformação
1. Uma barra de alumínio com 2,50 metros de comprimento e diâmetro de 1 polegada (seção circular) é submetida a uma carga axial de 15kN. Determine o alongamento dessa barra, com a aplicação da carga fornecida. Considere que o módulo de elasticidade do alumínio E = 70GPa e o diagrama tensão deformação a seguir:
C. 1,06mm.
Primeiro, é preciso calcular a tensão, dividindo a força pela área, na qual se encontrou o valor de 29,60MPa. Esse valor deve ser dividido pelo módulo de elasticidade, encontrando seu deslocamento unitário de 0,0004229mm/mm.
Para saber o deslocamento total, é preciso multiplicar pelo comprimento da barra (2500mm), chegando ao resultado de 1,06mm. 
2. Duas barras circulares são unidas no ponto B, conforme a figura a seguir. Determine a tensão normal de tração nos pontos médios entre AB e BC.
E. 44,81MPa e 54,49MPa.
Deve-se dividir a Força aplicada pela área da seção transversal. Note que no trecho AB a força é de 22kN e o diâmetro de25mm. Já no trecho BC, devem ser somadas as duas forças (22kN e 85kN), e o diâmetro é de 50mm.
3. O pilar metálico está submetido a uma carga axial de 10kN.
Utilizando a seção transversal a seguir, determine a tensão normal de compressão.
D. 3,56MPa.
Na resolução dessa questão, deve-se atentar para a área do perfil (duas mesas e uma alma), que são três retângulos com as dimensões conhecidas. Divida a força aplicada pela área do perfil e encontre o resultado correto de 3,56MPa.
4. O diagrama força-alongamento a seguir, mostra um ensaio de tração. O corpo de prova ensaiado tem diâmetro de 32mm e comprimento inicial de 750mm.
Calcule a tensão de escoamento σy (ou tensão limite).
A. 64,66MPa.
No diagrama, o valor que deve ser lido é o de 13.000, em que se inicia o regime plástico e há a tensão de escoamento. Esse valor deve ser dividido pela área da seção, sendo encontrado o valor de 64,66MPa.
5. Todos os materiais, quando submetidos a um esforço ou carregamento, tendem a sofrer alguma mudança em sua forma, como uma reação à carga aplicada. Essas mudanças são conhecidas como deformações e podem ou não ser perceptíveis a olho nu.
São exemplos de esforços que um material pode ser submetido:
E. Tração, quando duas forças em mesma direção, mas em sentidos opostos, tendem a aumentar de tamanho.
Um objeto pode ser submetido a diversos esforços, gerando deformações. São eles:
Tração: ocorre o oposto da compressão, pois as forças atuantes são opostas e tendem a puxar o material, provocando o seu alongamento.
Cisalhamento: quando um objeto é submetido a duas forças contrárias, forçando o rasgamento do material (como em uma folha de papel, por exemplo).
Torção: é o esforço que tende a girar o objeto, a partir do seu próprio eixo.
Flexão: é a aplicação de um esforço perpendicular ao objeto, de modo a dobrá-lo.
Compressão: é a aplicação de forças contrárias, de modo a esmagar o objeto, sendo o oposto da flexão, que também tende a deformá-lo, mas aumentando o comprimento.
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1. O gesso acartonado é um material utilizado para confecção de paredes leves e fechar ambientes sem acarretar muitas cargas no pavimento onde são colocadas. Quanto à função, classificamos materiais como:
C. Material de Vedação.
2. As rochas ornamentais como mármore e granito são extraídas de uma jazida, cortadas e polidas para seu uso, um tratamento simples que alcança resultados bons no ponto de vista estético. Quanto à origem, esse material pode ser classificado como:
A. Material Natural.
3. Para a confecção de concretos leves, utilizamos um agregado a partir da argila expandida, que é formada por silicatos de alumínio e de óxidos de ferro e de alumínio. Pode ter propriedades expansivas quando expostas a altas temperaturas. Quanto à origem do material, a argila expandida pode ser classificada como:
A. Material Natural.
4. Os metais possuem estrutura interna do tipo:
A.  Cristalina.
5. A tinta é um material que é utilizado para cobertura de madeiras e de alvenaria para evitar a degradação delas no decorrer do tempo. Quanto à função esse material pode ser classificado como:
B. Material de Proteção.
FLEXÃO 01
1. A estrutura de barra abaixo está suportando uma carga distribuída de forma uniforme. Indique que tipo de solicitação principal ela está submetida e o que ocorre nas fibras superiores e inferiores quando a estrutura se encontra deformada.
E. Flexão; Fibra inferior: tração; Fibra superior: compressão.
2. A estrutura de barra abaixo está suportando uma carga distribuída de forma uniforme. Indique que tipo de solicitação principal ela está submetida, que ocorre nas fibras superiores e inferiores, quando a estrutura encontra-se deformada, e em qual ponto ocorre o maior deslocamento vertical.
A. Flexão; Fibra inferior: compressão; Fibra superior: tração; Ponto de maior deslocamento vertical: B.
3. Calcule o ponto onde passa a linha neutra na seção semicircular indicada abaixo:
D. Linha neutra = 5,1 mm (em relação à base)
4. Calcule o ponto onde passa a linha neutra na seção perfil T, indicada abaixo:
B. Linha neutra = 38 mm (em relação à base)
5. Calculando as seções (a) e (b), diga qual a relação entre os centroides e entre os momentos de inércia das seções indicadas abaixo.
C.Centroide: (1) = (2); Momento de Inércia: (1) = 1,77*(2)
PROPRIEDADES MECANICAS DOS MATERIAIS 1
1. Do gráfico tensão por deformação, consegue-se determinar as tensões que orientam o engenheiro na escolha do material adequado para a construção de um equipamento mecânico ou de uma edificação. Identifique os números que correspondem às tensões listadas e escolha a opção correta.
(   ) Tensão de escoamento 
(   ) Tensão máxima
(   ) Tensão de ruptura
E. 2 – 3 – 1
2 é a tensão de escoamento, 3 é a tensão máxima e 1 é a tensão de ruptura.
2. Um engenheiro tem a sua disposição 5 materiais abaixo com os seguintes dados extraídos do gráfico tensão – deformação.
​​​​​​​Qual o material vai apresentar a maior variação no seu comprimento? ,
C. Latão
Dos materiais listados, o latão é o que apresenta a maior capacidade de se deformar (antes do seu rompimento).3. Um engenheiro tem à disposição 5 materiais abaixo com os seguintes dados extraídos do gráfico tensão – deformação.
Qual o material é o que apresenta a maior rigidez? 
D. Níquel
Das propriedades listadas, o módulo de elasticidade (E) indica a rigidez de um componente fabricado com um material. Dos materiais listados, o que apresenta o maior valor de módulo de elasticidade (E) é o níquel.
4. Um engenheiro tem à disposição 5 materiais abaixo com os seguintes dados extraídos do gráfico tensão – deformação.
Qual apresenta a maior resistência?
E. Titânio
Os dados que devem ser observados são o limite de escoamento e o limite de resistência à tração. Dos materiais que foram listados, o que apresenta os maiores valores dessas características é o titânio.
5. Das afirmações a respeito do diagrama tensão-deformação abaixo, qual é a falsa?
C. Os materiais apresentam módulo de elasticidade diferentes.
O módulo de elasticidade é a correlação entre a tensão e a deformação, no regime elástico. Todos os diagramas apresentam uma fase elástica igual, representada pela reta inicial do gráfico, que tem a mesma inclinação.
PROPRIEDADES MECANICAS DOS MATERIAIS 3
1. Dadas as afirmações:
I. Normalmente, as tensões acima do limite de escoamento originam a fluência do material.
II. Temperaturas elevadas incrementam a fluência do material.
III. O ensaio de fluência é um teste muito empregado na indústria devido a sua curta duração e rápida resposta.
IV. A fluência ocorre devido à movimentação das discordâncias e das alterações nos arranjos cristalinos da microestrutura do material.
Assinale a afirmação correta.
E. II e IV estão corretas.
Sim, as afirmativas II e IV estão corretas. As afirmativas falsas são estas: I está incorreta - A fluência ocorre em tensões abaixo do limite de escoamento; III está incorreta – O teste é muito demorado, dessa maneira, não é usual o seu emprego, apesar de muito necessário.As demais estão corretas
2. São características do ensaio de fluência:
C. Manter uma carga constante e uma temperatura elevada invariável por todo o ensaio.
Sim, uma das características do ensaio de fluência é manter uma carga constante e uma temperatura elevada invariável ao longo de todo o ensaio.
3. Determine a taxa de fluência mínima para uma liga metálica cuja a curva de fluência está representada abaixo.
A.  1,25 x 107 mm/mm/h
4. Após quase um ano de funcionamento de uma tubulação de uma refinaria de petróleo começou-se a notar alguns vazamentos. Ao analisar a situação, o engenheiro de manutenção levantou as seguintes informações:
- o fluxo de petróleo gerava uma tensão constante;
- a temperatura do líquido era superior a 500 ºC;
- o exame metalográfico do material apontou que, na superfície, os grãos estavam alongados e há existência de muitos vazios .
De posse dessas informações, o engenheiro concluiu que a fissura se deu:
D. O material rompeu devido à fluência.
Sim, todas as informações descrevem uma ruptura por fluência.
5. Dada a curva de fluência típica de metais, afirma-se:
I-O valor de deformação medida no t = 0 é chamada de alongamento instantâneo.
II-Durante a fluência primária, observamos uma inclinação com decréscimo contínuo da taxa de fluência ao longo do tempo, ocasionado pelo encruamento.
III-Na fluência secundária, determinamos a taxa máxima de fluência.
IV-Durante a fluência terciária, ocorre a formação do processo interno de fratura que, com o tempo, aumentam e levam à fratura do material.
Pode-se afirmar:
E. As afirmativas I, II e IV estão corretas.
Sim, as afirmativas I, II e IV estão corretas. A afirmativa III está incorreta, pois na fluência secundária, determinamos a taxa mínima de fluência, e não a taxa máxima.