TESTE DE CONHECIMENTO-ELEMENTOS DE MÁQUINAS

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Aluno: WILLIAN LISBOA DOS SANTOS
	Matr.: 202004126083
	Disc.: ELEMENTOS DE MÁQUI 
	2022.2 - F (G) / EX
		Prezado (a) Aluno(a),
Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha.
Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS.
	03535INTRODUÇÃO AO PROJETO MECÂNICO
	 
		
	
		1.
		Diversos fatores econômicos estão relacionados à viabilidade de um projeto mecânico. Nesse contexto, dentre as afirmativas seguintes estão corretas:
I - A equipe de projeto não é relevante para o custo final e deve ser a maior possível para que todos os aspectos sejam considerados;
II - Os materiais selecionados representam parcela importante do custo, não apenas por seu custo propriamente dito, como pelo impacto no processo produtivo;
III - O custo do projeto não é afetado pelo processo produtivo;
IV - A quantidade a ser produzida deve ser considerada para decidir sobre a viabilidade do projeto.
	
	
	
	I, II e III.
	
	
	Todas estão corretas.
	
	
	II e III.
	
	
	II e IV.
	
	
	I e IV.
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:36
		Explicação:
Gabarito: II e IV.
Justificativa: A equipe de projeto pode representar um custo importante para o projeto, especialmente em projetos muito complexos envolvendo diversas áreas do conhecimento. É importante dimensioná-la para que tenha o pessoal necessário e suficiente com o conhecimento das diversas áreas relevantes. O material utilizado no projeto representa claramente um componente importante dos custos, pelo seu custo e pelo impacto na seleção do processo produtivo. Além disso, ao escolhermos o processo produtivo devemos lembrar que a quantidade a ser produzida pode influenciar fortemente o custo de um produto, considerando os custos envolvidos para o início de alguns processos.
	
	
	 
		
	
		2.
		Os principais materiais utilizados nas aplicações de engenharia são os metais, cerâmicos, polímeros e os compósitos. Com relação aos metais é CORRETO afirmar
	
	
	
	Devido às ligações iônicas entre os seus componentes não sofrem deformação plástica.
	
	
	Apresentam tenacidade à fratura inferior a dos materiais cerâmicos.
	
	
	Possuem  condutividade térmica elevada e baixa condutividade elétrica.
	
	
	Em função da natureza das ligações metálicas, são bons condutores de eletricidade e de calor.
	
	
	Possuem reduzida resistência mecânica e massa específica muito elevada.
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:40
		Explicação:
Gabarito: Em função da natureza das ligações metálicas, são bons condutores de eletricidade e de calor.
Justificativa: A ligação metálica se caracteriza pela liberdade de movimentação dos elétrons da camada de valência pelos átomos envolvidos na ligação. Em outras palavras, esses elétrons deixam de pertencer a um determinado átomo e podem circular ao redor de todos os átomos, formando uma espécie de "nuvem de elétrons". Essa liberdade de movimentação dos elétrons confere aos metais elevada condutividade térmica e elétrica.
	
	
	 
		
	
		3.
		Um engenheiro assumiu um projeto e recebeu as seguintes informações sobre o sistema: considerando o carregamento devido à flexão de um de seus elementos, a tensão admissível é 125 MPa e a tensão calculada é de 50 MPa; considerando o cisalhamento, a tensão admissível é de 100 MPa para uma tensão na peça de 45 MPa. Com base nessas informações, estão corretas as afirmações:
I - O fator de segurança à flexão é de 0,4 e o de segurança ao cisalhamento é de 0,45.
II - O modo de falha mais importante é o cisalhamento porque a tensão admissível de cisalhamento é inferior à tensão admissível devido à flexão.
III - O fator de segurança à flexão é de 2,5 e o fator de segurança ao cisalhamento é de 2,2 (aproximadamente).
IV - Como a tensão devido à flexão na estrutura é maior que a tensão devido ao cisalhamento, o modo de falha que deve ter maior atenção é a flexão.
	
	
	
	I e II estão corretas.
	
	
	Apenas III está correta.
	
	
	Todas estão corretas.
	
	
	III e IV estão corretas.
	
	
	Apenas I está correta.
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:43
		Explicação:
Gabarito: Apenas III está correta.
Justificativa: O fator de segurança é a razão entre a tensão admissível e a tensão atuante na estrutura em sua configuração geométrica final. Considerando os dados do problema o fator de segurança à flexão é 2,5 e o fator de segurança ao cisalhamento é, aproximadamente, 2,2, sendo esse o motivo pelo qual o modo de falha mais preocupante para o engenheiro deve ser o cisalhamento. Reforçando, o modo de falha com menor fator de segurança deve ser o de maior preocupação.
	
	
	 
		
	
		4.
		Um elevador é projetado para oito passageiros com peso médio de 750 N cada. A estrutura do elevador adiciona 1500 N ao peso que deve ser suportado pelo cabo do elevador.  Para um fator de projeto recomendado igual 10, tensão admissível do cabo  de 250 MPa e tensão nos cabos calculada  pela expressão σ=4PelevadorπD2σ=4PelevadorπD2, onde  PelevadorPelevador é o peso total do elevador (estrutura mais passageiros) e DD é o diâmetro do cabo, o diâmetro mínimo do cabo deverá ser de (utilizar π=3π=3):
	
	
	
	6,3 cm.
	
	
	20 cm.
	
	
	63 cm.
	
	
	3 cm.
	
	
	2 cm.
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:48
		Explicação:
Gabarito: 2 cm.
Justificativa: Pela definição de fator de segurança, ns=σadmissívelσcalculadons=σadmissívelσcalculado. Considerando os dados do problema, 10=250.1064Pelevador/πD210=250.1064Pelevador/πD2, isto é, D=√10.4.(8.750+1500)250.106D=10.4.(8.750+1500)250.106
Assim, o diâmetro do cabo mínimo será de 0,02 m ou 2 cm.
	
	
	03536FALHAS EM ELEMENTOS MECÂNICOS
	 
		
	
		5.
		A escolha dos critérios para análise de falha são um passo importante para o sucesso de um projeto mecânico. Acerca dos critérios de falha, assinale a alternativa correta com relação às alternativas abaixo.
I - O material utilizado não influencia a escolha do critério a utilizar;
II - Materiais dúcteis e frágeis falham de forma semelhante quando submetidos a carregamento estático;
III - Materiais frágeis sob carregamento estático falham devido à tensão normal;
IV - Na fratura sob carregamento estático, materiais dúcteis apresentam deformação plástica.
	
	
	
	II e III.
	
	
	III e IV.
	
	
	I e II.
	
	
	II, III e IV.
	
	
	I, II e III.
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:51
		Explicação:
Gabarito: III e IV.
Justificativa: Os critérios de falhas devem ser selecionados de acordo com o tipo de carregamento (estático ou dinâmico) e, para o carregamento estático, em função do material (frágil ou dúctil), pois a fratura decorrente de carregamento estático é diferente em materiais dúcteis (geralmente devido ao cisalhamento e com grande deformação plástica) e frágeis (que falham devido à tensão normal ou axial, com pouquíssima ou nenhuma deformação plástica.
	
	
	 
		
	
		6.
		O limite de fadiga de um eixo com seção circular de raio 32 mm, usinado e termicamente tratado, com limite de resistência à tração Sut=710MPaSut=710MPa para uma confiabilidade de 99,9% utilizado a 250°C sob carregamento axial.
	
	
	
	Se≅284MPaSe≅284MPa
	
	
	Se=355MPaSe=355MPa
	
	
	Se≅180MPaSe≅180MPa
	
	
	Se≅154MPaSe≅154MPa
	
	
	Se≅240MPaSe≅240MPa
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:54
		Explicação:
Gabarito: Se≅180MPaSe≅180MPa
Justificativa: 
S′e=0,5∙710=355MpaSe′=0,5∙710=355Mpa
Fator de acabamento superficial - ka=4,517×10−0,265=0,792ka=4,517×10−0,265=0,792
Fator de tamanho - kb=1kb=1 (carregamento axial)
Fator de carregamento - kb=0,85kb=0,85 (carregamento axial)
Fator de temperatura - kd=1kd=1, pois para 250°SutSutr=1250°SutSutr=1
Fator de confiabilidade - ke=0,753ke=0,753, para 99,9%
Fatores diversos - kf=1kf=1, pois nada foi dito a respeito
Assim,
	
	
	 
		
	
		7.
		Assinalea alternativa que apresenta a deformação total da barra de aço (área da seção reta retangular de 10cm210cm2) da figura abaixo sabendo que E=207GPaE=207GPa.
	
	
	
	Δl=0,6mm∆l=0,6mm
	
	
	Δl=0,15m∆l=0,15m
	
	
	Δl=0,015m∆l=0,015m
	
	
	Δl=1,5mm∆l=1,5mm
	
	
	Δl=0,06m∆l=0,06m
	Data Resp.: 12/09/2022 14:27:58
		Explicação:
Gabarito: Δl=0,6mm∆l=0,6mm
Justificativa: a deformação devido à tensão normal é dada por:
Observamos que do comprimento total da barra, somente 0,4 m estão de fato submetidos ao carregamento, conforme o diagrama de corpo livre a seguir
Com os dados do problema
	
	
	03537ELEMENTOS MECÂNICOS
	 
		
	
		8.
		Observe a simbologia de soldagem a respectiva descrição constante na tabela abaixo
Estão corretas as definições da solda das afirmativas
	
	
	
	I, II e III
	
	
	II
	
	
	I e II
	
	
	I
	
	
	III
	Data Resp.: 12/09/2022 14:28:03
		Explicação:
Gabarito: I
Justificativa: O primeiro símbolo de soldagem se refere a uma solda de filete dos dois lados da peça. A segunda, se refere a solda em filete em apenas um dos lados da peça, correspondente ao lado em que a seta aponta. A terceira é uma solda de topo quadrada.
	
	
	 
		
	
		9.
		Um cilindro (área da seção pressurizada Ap=7854mm2Ap=7854mm2) de aço (E=200GPaE=200GPa) pressurizado a 1,4MPa1,4MPa é selado por uma junta parafusada com parafusos de rosca cuja a resistência de prova é 585MPa585MPa. Considerando a área de tração At=2,07mm2At=2,07mm2 a rigidez da junta C=0,25C=0,25, e que os parafusos foram corretamente apertados garantindo a pré-carga Fi=910NFi=910N que a junta deve ser desmontável, e utilizando um fator de carga n=1,2n=1,2. Para resistir à tração são necessários, no mínimo:
	
	
	
	2 parafusos
	
	
	5 parafusos
	
	
	3 parafusos
	
	
	4 parafusos
	
	
	6 parafusos
	Data Resp.: 12/09/2022 14:28:07
		Explicação:
Gabarito: 3 parafusos
Justificativa: A carga de tração na junta é
A proporção da carga suportada pelo parafuso é
Para N parafusos, cada um suporta a carga Pb/NPb/N
Considerando o fator de projeto, tensão em cada parafuso e a resistência de prova se relacionam pela equação
Ou seja,
Logo N=2,74N=2,74. Assim são necessários 3 parafusos.
	
	
	 
		
	
		10.
		A junção da figura é carregada em tração por uma carga P=6kipP=6kip. Os parafusos foram carregados com Fi=25kipFi=25kip. Se a rigidez da junta C=0,35C=0,35 e a resistência de prova Sp=85kpsiSp=85kpsi, assinale a afirmativa correta..
Fonte da figura: BUDYNAS e NISBETT, 2011, pg 476
	
	
	
	A tensão no parafuso σb≅40kpsiσb≅40kpsi.
	
	
	A tensão no parafuso é σb≅16kpsiσb≅16kpsi.
	
	
	A tensão devido à pré-carga σi≅23,5kpsiσi≅23,5kpsi.
	
	
	O fator de carga 1,17, significando que o parafuso resistirá às tensões a que está submetido.
	
	
	O fator de segurança contra a separação da junta é menor que 1, indicando que a junta vai se separar.
	Data Resp.: 12/09/2022 14:28:12
		Explicação:
Gabarito: O fator de carga 1,17, significando que o parafuso resistirá às tensões a que está submetido.
Justificativa: A tensão no parafuso é
Para o parafuso do problema At=0,373in2At=0,373in2; e SP=85kpsiSP=85kpsi
Para uma tensão de prova SP=85kpsiSP=85kpsi
Fator de carga
Fator de segurança contra separação da junta