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Disc.: ELEMENTOS DE MÁQUINAS Aluno(a): Acertos: 8,0 de 10,0 14/04/2023 1a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Sobre a relação dos fatores do projeto e de segurança com o custo do projeto é correto afirmar: O projetista deve priorizar a segurança pois o impacto no custo de um fator de segurança elevado é desprezível. Não há relação de quaisquer dos fatores com o custo do projeto. Os fatores de segurança e de projeto tem relação direta com os custos do projeto. O fator de segurança está relacionado com o custo, mas o fator de projeto não. A redução dos custos deve ser priorizada mesmo que implique na redução do fator de segurança. Respondido em 14/04/2023 20:04:05 Explicação: Gabarito: Os fatores de segurança e de projeto tem relação direta com os custos do projeto. Justificativa: Ao definirmos o fator de projeto, indiretamente estamos definindo a geometria da peça. Quanto maior o fator adotado, menor será a tensão admissível e maiores as dimensões da peça, resultando em maior custo. Como o fator de segurança e o fator de projeto estão intrinsecamente ligados, um maior fator de projeto, geralmente, resulta em maior fator se segurança. 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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. III e IV estão corretas. Apenas I está correta. Todas estão corretas. I e II estão corretas. Apenas III está correta. Respondido em 14/04/2023 20:07:39 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. 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 No que se refere à falha por fadiga assinale a alternativa correta. A existência de descontinuidades ou defeitos não influencia a falha devido a carregamento dinâmico. A superfície de fratura por fadiga apresenta muitas vezes marcas conhecidas como marcas de praia, que são formadas pela propagação da trinca a cada ciclo de carregamento. Devido à formação das marcas de praia é possível prevê e evitar uma falha por fadiga. A fratura por fadiga apresenta grande empescoçamento ou deformação plástica quando ocorre em material dúctil. A falha por fadiga depende apenas do material da peça e não sofre qualquer influência do processo de fabricação. Respondido em 14/04/2023 20:08:10 Explicação: Gabarito: A superfície de fratura por fadiga apresenta muitas vezes marcas conhecidas como marcas de praia, que são formadas pela propagação da trinca a cada ciclo de carregamento. Justificativa: Muitas superfícies de fratura por fadiga apresentam as marcas de praia. Essas marcas são formadas pela propagação da trinca a cada ciclo de carregamento. Geralmente as trincas iniciam a sua propagação em descontinuidades ou defeitos, onde a tensão atinge o valor máximo. Assim, como o processo de fabricação influencia na existência de tensões residuais e no acabamento superficial, influencia a ocorrência da falha por fadiga. A falha por fadiga apresenta pouca ou nenhuma deformação plástica e a superfície de fratura costuma ser plana, assim como na fratura estática de materiais frágeis. A trinca se propaga até a dimensão crítica, quando ocorre a falha catastrófica. A ausência de deformação plástica dificulta a previsão da falha por fadiga. 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 A barra de aço usinada (Sy=370MPa��=370���) e Sut=440MPa���=440��� da figura abaixo está sujeita a uma carga axial flutuante cujo valor varia de F=3,5kN�=3,5�� a F=15kN�=15��. Considerando as afirmativas abaixo sobre os critérios de resistência à fadiga de Gerber, Soderberg e Goodman, bem como sobre o critério de segurança ao escoamento assinale a alternativa correta. I. A principal preocupação do projetista deve ser com o escoamento de primeiro ciclo. II. Dentre os critérios considerados, o de Soderberg foi o mais conservativo. III. O critério de Gerber foi o mais conservativo dentre os critérios de resistência à fadiga considerados. IV. Os fatores de segurança à fadiga de Gerner, Soderberg e Goodman para as condições do problema são, respectivamente: 5,66; 4,22 e 4,53 II e III estão corretas I e IV estão corretas. I e II estão corretas. I e III estão corretas. II e IV estão corretas. Respondido em 14/04/2023 20:10:36 Explicação: Gabarito: II e IV estão corretas. Justificativa: A tensão máxima na barra será A menor tensão Assim sendo, O limite de fadiga do material é Coeficientes de segurança ao escoamento: Coeficientes de segurança à fadiga: Gerber: Soderberg: Goodman: Como o fator de segurança o escoamento foi o maior calculado, a peça está mais próxima de falhar por fadiga, que deve ser a principal preocupação do projetista. Dentre todos os critérios analisados, o menor fator de segurança encontrado foi o de Sorderberg, portanto o critério mais conservativo. 5a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Uma determinada aplicação requer um rolamento de esferas com o anel interno girando, com vida útil de 30kh30�ℎ a uma velocidade de 400RPM400���. A carga radial é de 2,5kN2,5�� e um fator de aplicação af=1,2��=1,2 é apropriado (Fd=afFe��=����). A meta de confiabilidade é 0,900,90. A classificação de catálogo C10�10 para inserir e uma tabela de rolamentos é (L10=106�10=106 revoluções). Classificação de catálogo C10=26,9kN�10=26,9��. Classificação de catálogo C10=335N�10=335�. Classificação de catálogo C10=18kN�10=18��. Classificação de catálogo C10=21,6kN�10=21,6��. Classificação de catálogo C10=22,4kN�10=22,4��. Respondido em 14/04/2023 20:12:20 Explicação: Gabarito: Classificação de catálogo C10=26,9kN�10=26,9��. Justificativa: Para um rolamento de esferas, a=3�=3 Considerando que 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um mancal de rolo possui carga de catálogo C10=15kN�10=15�� para uma vida de L10=106�10=106 revoluções. A vida esperada, em horas, para esse mancal em uma aplicação em que a carga é FD=2kN��=2�� para uma rotação do eixo apoiado de 1500RPM1500��� é Aproximadamente 4700 horas. Aproximadamente 825 horas. Aproximadamente 6100 horas. Aproximadamente 9200 horas. Aproximadamente 20 horas. Respondido em 14/04/2023 20:12:31 Explicação: Gabarito: Aproximadamente 9200 horas. Justificativa: Considerando que Para mancal de rolo, a=10/3�=10/3, assim, Para resultado em horas 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um motor de três cilindros em linha fornece um torque de 90 N.m a uma velocidade nominal de 2400 RPM. A inércia necessária ao volante, se a variação de energiaem cada cilindro é de 400 J, usando Cs=0.30, é: I=2,50 kg.m2 I=0,83 kg.m2 I=0,02 kg.m2 I=0,01 kg.m2 I=0,06 kg.m2 Respondido em 14/04/2023 20:15:53 Explicação: 8a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 Um redutor de velocidade tem dentes cortados de profundidade total de 20° e consiste em um pinhão de ferro fundido de 20 dentes que aciona uma engrenagem de 32 dentes. A potência transmitida é de 10 kW a uma velocidade do pinhão de 1000 RPM. Para um módulo de 4 mm, uma largura de face de 50 mm e um coeficiente elástico de engrenamento Cp=163√MPa. A tensão de contato é: σC=- 399,9 MPa. σC=- 615,7 MPa. σC=615,7 MPa. σC=399,9 MPa. σC=26,6 MPa. Respondido em 14/04/2023 20:17:27 Explicação: 9a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 Como uma ferramenta que comunica a intenção do projeto, a correta interpretação das indicações das tolerâncias e dimensionamentos geométricos são a base para o sucesso desse método. Assinale a opção que representa a interpretação gráfica da tolerância indicada na figura abaixo. Respondido em 14/04/2023 20:19:54 Explicação: A indicação na figura é de tolerância de inclinação em relação à referência A. Nesse caso, o elemento controlado, deve estar contido entre dois planos paralelos, distantes 0,2 mm entre si, ambos formando um ângulo de 20º com a referência. 10a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 O Método de dimensionamento e tolerância geométrica surgiu como uma alternativa ao método cartesiano (+) visando reduzir a rejeição de peças durante o esforço de mobilização para a II Guerra Mundial. Com relação ao método de dimensionamento e tolerância geométrica, assinale a alternativa correta. Leva em consideração a função a ser desempenhada e a montagem da peça. Não comunicam a intenção do projeto. Seu emprego torna o processo de fabricação e inspeção muito caro, reduzindo a competitividade. Resulta em campo ou zonas de tolerância quadrados. A zona de tolerância tem tamanho fixo. Respondido em 14/04/2023 20:22:19 Explicação: O método GD&T leva em consideração forma, função e montagem das peças, reduzindo desperdícios devido a partes que não podem ser montadas. Sua utilização, portanto, aumenta a eficiência e a competitividade dos produtos assim fabricados.
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