(teste de conhe)ELEMENTOS DE MÁQUINAS

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS
	
		Lupa
	 
	
	
	
	 
	DGT1107_202007037413_TEMAS
	
	
	
		Aluno: 
	Matr.: 
	Disc.: ELEMENTOS DE MÁQUI 
	2023.1 FLEX (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.
		Um projeto tem por finalidade atender uma necessidade ou solucionar um problema. Assinale a afirmativa CORRETA em relação ao processo de projeto mecânico.
	
	
	
	A construção do protótipo antecede a modelagem matemática do sistema.
	
	
	Na fase de síntese todas as ideias devem ser consideradas para que as mais promissoras sejam modeladas.
	
	
	A etapa que dá início ao processo do projeto é a etapa de síntese.
	
	
	As boas práticas recomendam que apenas uma das possíveis soluções seja "prototipada" e avaliada.
	
	
	O processo do projeto não prevê o retorno a qualquer fase já realizada pois o retrabalho implica em maiores custos.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:12:06
		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.
		Assinale a alternativa em que estão relacionados somente os materiais de engenharia mais utilizados em projetos mecânicos.
	
	
	
	Biomateriais, madeira, aço e plástico.
	
	
	Borracha, papel, grafite e brita.
	
	
	Nanomateriais, biomateriais, metais e minerais.
	
	
	Metais, cerâmicos, polímeros e compósitos.
	
	
	Grafeno, nanomateriais, biomateriais e polímeros.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:13:33
		Explicação:
Gabarito: Metais, cerâmicos, polímeros e compósitos.
Justificativa: Os materiais classificados como materiais de engenharia e que são amplamente utilizados nos projetos mecânicos são os metais, os cerâmicos, os polímeros e os compósitos. Materiais como biomateriais, nanomateriais, semicondutores e os materiais inteligentes.
	
	
	 
		
	
		3.
		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 - V; II - F; III - V; IV - F; V - V
	
	
	I - V; II - V; III - F; IV - F; V - F
	
	
	I - F; II - F; III - V; IV - F; V - F
	
	
	I - V; II - F; III - F; IV - F; V - V
	
	
	I - V; II - F; III - F; IV - V; V - F
	Data Resp.: 01/03/2023 11:13:48
		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.
	
	
	 
		
	
		4.
		Todos os engenheiros, especialmente aqueles que trabalham com projetos já ouviram falar em fator de projeto. Com relação a esse fator dentre as afirmativas a seguir, estão corretas:
I - O fator de projeto é calculado ao final da fase de cálculo e depende das decisões tomadas e dos arredondamentos feitos.
II - O fator de projeto é definido pelo projetista para compensar as incertezas associadas às propriedades do material e às hipóteses simplificadoras adotadas.
III - Muita das vezes o fator de projeto é recomendado por associações profissionais ou empresariais, bem como em normas técnicas.
	
	
	
	Apenas I está correta.
	
	
	I e II estão corretas.
	
	
	Apenas III está correta.
	
	
	II e III estão corretas.
	
	
	Apenas II está correta.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:14:47
		Explicação:
Gabarito: II e III estão corretas.
Justificativa: O fator de projeto é definido antes da fase se cálculos com a finalidade de compensar as incertezas associadas às propriedades dos materiais selecionados e às hipóteses simplificadoras. A decisão sobre seu valor depende da experiência do projetista ou sua equipe, mas, em muitos casos, será condicionada por recomendações de associações profissionais, produtores e normas técnicas.
	
	
	03536FALHAS EM ELEMENTOS MECÂNICOS
	 
		
	
		5.
		Considerando o diagrama de corpo livre da figura abaixo assinale a alternativa que apresenta o diagrama de esforço cortante (DEC) e o diagrama de momento fletor (DMF) corretos.
Fonte: (BUDYNAS e NISBETT, 2011, pg 1020 a 1023)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Data Resp.: 01/03/2023 11:15:58
		Explicação:
Gabarito:
Justificativa: A partir do DCL apresentado vemos que há uma reação positiva no apoio do lado esquerdo de valor R1R1. Conforme caminhamos para a direita a partir desse apoio temos a carga uniformemente distribuída ww. O esforço cortante ao longo da viga pode ser calculado pela expressão V=wl2−wxV=wl2−wx. A expressão do momento fletor é dada por M=wlx2−wx22M=wlx2−wx22. Portanto o gráfico do esforço cortante é uma reta com inclinação negativa variando de wl2wl2 a −wl2−wl2. Já o gráfico de momento fletor é uma parábola, saindo de 0 no apoio à esquerda e retornando ao valor nulo no apoio à direita devido à simetria do problema, com valor máximo em lover2lover2.
	
	
	 
		
	
		6.
		As afirmativas abaixo dizem respeito às falhas em virtude de carregamento cíclico.
I - Alguns materiais apresentam um valor de tensão abaixo do qual não apresentam falha por fadiga, em outras palavras, abaixo desse limite dizemos que o material tem vida infinita.
II - Os valores de limite de resistência à fadiga determinados experimentalmente são aplicados para qualquer condição, sem necessidade de correção.
III - Materiais dúcteis e frágeis apresentam falha sob fadiga com características similares à falha sob carregamento estático dos materiais frágeis.
	
	
	
	Apenas I está correta.
	
	
	I e III estão corretas.
	
	
	Apenas III está correta.
	
	
	I e II estão corretas.
	
	
	Apenas II está correta.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:16:20
		Explicação:
Gabarito: I e III estão corretas.
Justificativa: A fadiga é a falha devido ao carregamento dinâmico. Alguns materiais, como aços apresentam limites de fadigas, isto é, valores de tensão abaixo do qual não ocorre falha por fadiga. Esse limite é determinadoexperimentalmente em ensaios chamados tensão - vida ou (S-N). Os corpos de prova desses ensaios são produzidos sob condições padronizadas de tamanho e acabamento, de maneira que é preciso ajustar o limite de fadiga às condições de operação multiplicando-os por fatores devido ao acabamento superficial, tamanho, carga, temperatura etc. Os materiais, quando falham por fadiga, praticamente não apresentam deformação plástica na superfície de fratura, uma característica semelhante à falha estática dos materiais frágeis.
	
	
	 
		
	
		7.
		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.
	
	
	Apenas I está correta.
	
	
	Apenas II está correta.
	
	
	Apenas III está correta.
	
	
	I e III estão corretas.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:16:54
		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
	
	
	03537ELEMENTOS MECÂNICOS
	 
		
	
		8.
		Duas chapas de aço com espessura de 20mm20mm e largura de 100mm100mm são soldadas com solda de topo com um eletrodo E70xx (Sut=480MPaSut=480MPa). Se as chapas são submetidas a uma força de tração estática  Assinale a alternativa correta
	
	
	
	O fator de segurança da solda é ns=5,76ns=5,76.
	
	
	O fator de segurança da solda é ns=0,84ns=0,84.
	
	
	O fator de segurança da solda é ns=2,88ns=2,88.
	
	
	O fator de segurança da solda é ns=1,15ns=1,15.
	
	
	O fator de segurança da solda é ns=2,03ns=2,03.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:17:26
		Explicação:
Gabarito: O fator de segurança da solda é ns=2,88ns=2,88.
Justificativa: A garganta da solda de topo no caso do problema é a própria espessura das chapas e o comprimento é a largura das chapas. Assim, h=0,02mh=0,02m e l==0,1ml==0,1m. Assim, a tensão no cordão de solda é
O limite de resistência desse eletrodo é 480MPa480MPa. Para uma solda de topo a tensão admissível sob tração será
Então o fator de segurança é
	
	
	 
		
	
		9.
		Consideremos uma junta parafusada com parafuso 1/4"−281/4"−28 UNF de grau 5 (Sp=85kpsiSp=85kpsi) submetida a uma carga de tração P=5kipP=5kip e rigidez da junta C=0,30C=0,30. Considerando que a pré-carga aplicada é a recomendada para junta desmontável, e as afirmativas a seguir, assinale a afirmativa correta:
I - O torque necessário para garantir a pré-carga é de 115lbf.in115lbf.in.
II - A tensão em um parafuso é maior que a resistência de prova.
III - São necessários, no mínimo 2 parafusos para que o parafuso resista aos esforços.
	
	
	
	As alternativas II e III estão corretas.
	
	
	As afirmativas I e II estão corretas.
	
	
	Apenas a alternativa II está correta.
	
	
	As alternativas I e III estão corretas.
	
	
	Apenas I está correta.
	Data Resp.: 01/03/2023 11:17:34
		Explicação:
Gabarito: As alternativas I e III estão corretas.
Justificativa: Para o parafuso do problema
Além disso, a pré-carga recomendada para junta desmontável é
Tesão no parafuso=σb=0,3.5000+23000,0364≅104,4kpsiTesão no parafuso=σb=0,3.5000+23000,0364≅104,4kpsi
Maior que a resistência de prova portanto.
A tensão devido à pré-carga em cada parafuso será σb=23000,0364=63,2kpsiσb=23000,0364=63,2kpsi
O limite de tensão é a resistência de carga.
Logo para NN parafusos
Logo N>1,9N>1,9, logo, são necessários ao menos 2 parafusos.
	
	
	 
		
	
		10.
		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:
	
	
	
	4 parafusos
	
	
	5 parafusos
	
	
	6 parafusos
	
	
	2 parafusos
	
	
	3 parafusos
	Data Resp.: 01/03/2023 11:17:54
		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.