Teste de Conhecimento - Elementos de Máquina - Com Resposta

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03535INTRODUÇÃO AO PROJETO MECÂNICO
	 
		
	
		1.
		Um projeto tem por finalidade atender uma necessidade ou solucionar um problema. Assinale a afirmativa CORRETA em relação ao processo de projeto mecânico.
	
	
	
	O processo do projeto não prevê o retorno a qualquer fase já realizada pois o retrabalho implica em maiores custos.
	
	
	A etapa que dá início ao processo do projeto é a etapa de síntese.
	
	
	A construção do protótipo antecede a modelagem matemática do sistema.
	
	
	As boas práticas recomendam que apenas uma das possíveis soluções seja "prototipada" e avaliada.
	
	
	Na fase de síntese todas as ideias devem ser consideradas para que as mais promissoras sejam modeladas.
	Data Resp.: 28/10/2022 14:31:55
		Explicação:
Gabarito: Na fase de síntese todas as ideias devem ser consideradas para que as mais promissoras sejam modeladas.
Justificativa: Na fase de síntese é importante que o maior número possível de ideias sejam consideradas a fim de proporcionar uma ampla gama de possíveis soluções. As soluções técnica e economicamente mais promissoras são então matematicamente modeladas e submetidas à análise e otimização.
	
	
	 
		
	
		2.
		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):
	
	
	
	3 cm.
	
	
	2 cm.
	
	
	6,3 cm.
	
	
	63 cm.
	
	
	20 cm.
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:00
		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.
	
	
	 
		
	
		3.
		Correlacione as atividades descritas com as respectivas fases do processo do projeto
I. são reunidas as informações técnicas acerca de projetos semelhantes e levantadas as restrições do projeto.
II. todas as informações técnicas do protótipo selecionado para a produção, tais como desenhos, instruções de montagem, lista de materiais e plano de manutenção, são elaboradas e repassadas para a produção
III. os protótipos são avaliados quanto ao atendimento aos requisitos do projeto, produtibilidade, manutenibilidade.
IV. são selecionadas e modeladas as possíveis soluções para o problema que o projeto visa resolver.
V. os modelos dos sistemas da fase anterior são otimizados e os de melhor desempenho selecionados para produção do protótipo e avaliação.
	
	
	
	I - definição do problema; II - síntese; III - análise e otimização; IV - avaliação; V - comunicação
	
	
	IV - definição do problema; IV - síntese; III - análise e otimização; II - avaliação; III - comunicação
	
	
	I - definição do problema; IV - síntese; V - análise e otimização; III - avaliação; II - comunicação
	
	
	I - definição do problema; III - síntese; II - análise e otimização; V - avaliação; IV - comunicação
	
	
	I - definição do problema; IV - síntese; III - análise e otimização; II - avaliação; V - comunicação
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:04
		Explicação:
Gabarito: I - definição do problema; IV - síntese; V - análise e otimização; III - avaliação; II - comunicação
Justificativa: Na fase de definição do problema é aquela em que se levantam todas as restrições e condicionantes do projeto e são estabelecidos os requisitos. Nessa fase, é importante reunir informações sobre projetos semelhantes como possíveis referências. A seguir são apresentados os conceitos para a solução do problema e aqueles julgados mais viáveis dão modelados na fase de síntese. Os modelos são analisados e otimizados na fase seguinte - análise e otimização. Os modelos com melhor resultado são selecionados para a prototipagem e submetidos à avaliação.  O protótipo melhor avaliado será produzido e para isso é necessário que toda a informação técnica seja elaborada e repassada aos interessados na fase de comunicação.
	
	
	 
		
	
		4.
		O avô de Luisa tem mãos que tremem muito. Muitas vezes ele mal consegue segurar o garfo, o que o envergonha. Luisa quer desenvolver um garfo que seu avô consiga segurar mais facilmente. Considerando o processo de um projeto mecânico, assinale a alternativa com a classificação correta das sentenças como verdadeiras (V) ou falsas (F).
I - Como parte da definição do problema, Luisa deveria falar com o seu avô para tentar compreender porque é que ele deixa cair o garfo.
II - Luisa deve fazer uma pesquisa na Internet por prataria que seja comercializada para as pessoas que têm mãos trémulas.
III - Luisa deve pegar a primeira solução que encontrar e construir rapidamente o seu protótipo a partir dessa única solução.
IV - Uma vez que Luisa tenha encontrado o garfo que imagina ser a solução do problema ela deve procurar um fabricante para a produção em escala.
V -  O material do garfo não é considerado no projeto.
	
	
	
	I - F; II - F; III - V; IV - F; V - F
	
	
	I - V; II - V; III - F; IV - F; V - F
	
	
	I - V; II - F; III - V; IV - F; V - V
	
	
	I - V; II - F; III - F; IV - F; V - V
	
	
	I - V; II - F; III - F; IV - V; V - F
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:09
		Explicação:
Gabarito: I - V; II - V; III - F; IV - F; V - F
Justificativa: Conforme o processo de projeto mecânico, a necessidade foi identificada: o avô de Luisa precisa de um garfo que consiga segurar com mais firmeza pois tem as mãos trêmulas e por vezes os deixa cair. Assim, para bem definir o problema, a neta deve conversar com o Avô para entender exatamente o que acontece, o que permitirá que ela faça uma busca por talheres desenvolvidos para pessoas com problemas semelhantes. É importante que Luisa avalie diferentes possibilidades de solução para que construa os protótipos das julgadas com maior potencial para a solução do problema. É importante que ela peça a seu avô que teste os protótipos, avaliando se atendem às necessidades dele ou se há oportunidades de melhoria no projeto. Obviamente que o material do garfo é uma importante variável a ser considerada.
	
	
	03536FALHAS EM ELEMENTOS MECÂNICOS
	 
		
	
		5.
		Uma barra de aço estirado a frio redonda tem diâmetro de 25 mm e uma seção com um sulco de 2,5 mm, resultando em um diâmetro na seção de 20 mm. A barra está sujeita a um torque completamente reverso de 200N.m200N.m. O limite de resistência à tração Sut=440MPaSut=440MPa, o limite de escoamento Sy=370MPaSy=370MPa, o limite de resistência ao cisalhamento Ssu=295MPaSsu=295MPa e o fator de concentração de cisalhamento em fadiga Kfs=1,376Kfs=1,376 e f=0,9f=0,9. Assinale a alternativa correta sobre as afirmativas abaixo.
Assinale a opção com o número a vida em fadiga NN a temperatura ambiente e a 450°C.
I. A vida em temperatura ambiente é menor que a vida a 450°C nas condições apresentadas
II. A vida em temperatura ambiente é menor que 30.000 ciclos.
III. A vida a temperatura de 450°C é maior que 20.000 ciclos.
	
	
	
	I e II estão corretas.
	
	
	I e III estão corretas.
	
	
	Apenas III está correta.
	
	
	Apenas I está correta.
	
	
	Apenas II está correta.
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:15
		Explicação:
Gabarito: Apenas II está correta.
Justificativa: Inicialmente determinamos o limite de fadiga
A seguir determinamos os fatores modificadores do limite a fadiga
Limite de fadiga temperatura ambiente
Limite de fadiga a 450°C
Para ambos os casos a resistência à fadiga
Assim, à temperatura ambiente
	
	
	 
		
	
		6.
		O limite de fadiga de um eixo com seção circular de raio 32 mm, usinado e termicamente tratado, com limitede resistência à tração Sut=710MPaSut=710MPa para uma confiabilidade de 99,9% utilizado a 250°C sob carregamento axial.
	
	
	
	Se≅154MPaSe≅154MPa
	
	
	Se≅284MPaSe≅284MPa
	
	
	Se=355MPaSe=355MPa
	
	
	Se≅240MPaSe≅240MPa
	
	
	Se≅180MPaSe≅180MPa
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:20
		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.
		Abaixo são feitas algumas afirmativas sobre o carregamento ilustrado na figura seguinte, onde uma viga em balanço com seção circular de raio 2,5 cm é submetida a uma carga de 50 kN em sua extremidade livre. Assinale a alternativa correta considerando o carregamento e as afirmativas.
Imagem: Elaborada por Carlos Frederico de Matos Chagas
I - O momento fletor máximo é de 500 N.m;
II - A deflexão máxima da viga está entre 2,0 mm e 3,5 mm;
III - A tensão máxima na viga é maior que 100 GPa;
	
	
	
	As alternativas I e III estão corretas.
	
	
	As afirmativas I e II estão corretas.
	
	
	Apenas a alternativa II está correta.
	
	
	As alternativas II e III estão corretas.
	
	
	Apenas I está correta.
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:24
		Explicação:
Gabarito: As afirmativas I e II estão corretas.
Justificativa: O diagrama de corpo livre correspondente é
Onde, R1=500NR1=500N e M1=500N.mM1=500N.m
A equação do momento fletor ao longo da viga é M=500−500xM=500−500x. Logo M será máximo para x=0x=0, isto é, no lado esquerdo da viga.
Por outro lado, a equação da deflexão da viga y=250200.109.30.10−8(x2−x33)y=250200.109.30.10−8(x2−x33)
O momento máximo ocorre para x=0x=0 e a maior deflexão para x=2x=2
Maior tensão normal, considerando c=2,5cmc=2,5cm
Deflexão máxima
	
	
	03537ELEMENTOS MECÂNICOS
	 
		
	
		8.
		Observe a simbologia de soldagem a respectiva descrição constante na tabela abaixo
Estão corretas as definições da solda das afirmativas
	
	
	
	I e II
	
	
	III
	
	
	I, II e III
	
	
	II
	
	
	I
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:38
		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:
	
	
	
	3 parafusos
	
	
	6 parafusos
	
	
	2 parafusos
	
	
	5 parafusos
	
	
	4 parafusos
	Data Resp.: 28/10/2022 14:32:46
		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.
		Um parafuso de porca aço (E=200GPaE=200GPa) com cabeça hexagonal M14x2M14x2 e (L=50mmL=50mm) é usado para fixar duas placas de ferro fundido de 15mm15mm. Considerando as afirmativas abaixo, assinale a afirmativa correta.
I - A rigidez do parafuso é maior que a rigidez dos membros.
II - A rigidez dos membros é km≅1453kN/mmkm≅1453kN/mm.
III - A fração da carga externa suportada pelo parafuso de porca ou rigidez da junta é C≅0,38C≅0,38.
	
	
	
	Todas estão corretas.
	
	
	Apenas I está correta.
	
	
	II e III estão corretas.
	
	
	I e II estão corretas.
	
	
	I e III estão corretas.
	Data Resp.: 28/10/2022 14:33:00
		Explicação:
Gabarito: II e III estão corretas.
Justificativa: Nas condições do problema, dado que L=50mmL=50mm e d=14mmd=14mm.
O comprimento sujeitado é l=30mml=30mm e o comprimento sem rosca
O comprimento rosqueado dentro do agarre ou sujeitado é
Da tabela, para rosca M14M14, At=115mm2At=115mm2 e Ad=π.1424≈154mm2Ad=π.1424≈154mm2
Para os membros de ferro fundido
A rigidez da junta é
	
	
	 
	 
	Não Respondida
	 
	 
	 Não Gravada
	 
	 
	Gravada