Prova ELEMENTOS DE MÁQUINAS

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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 24/04/2023 22:50:54 
 
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. 
 
 I e II estão corretas. 
 Apenas I está correta. 
 III e IV estão corretas. 
 Todas estão corretas. 
 Apenas III está correta. 
Respondido em 24/04/2023 22:51:57 
 
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 falha por fadiga depende apenas do material da peça e não sofre qualquer 
influência do processo de fabricação. 
 A existência de descontinuidades ou defeitos não influencia a falha devido a 
carregamento dinâmico. 
 A fratura por fadiga apresenta grande empescoçamento ou deformação 
plástica quando ocorre em material dúctil. 
 Devido à formação das marcas de praia é possível prevê e evitar uma falha 
por fadiga. 
 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. 
Respondido em 24/04/2023 22:52:48 
 
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 II estão corretas. 
 II e IV estão corretas. 
 I e IV estão corretas. 
 I e III estão corretas. 
Respondido em 24/04/2023 22:54:18 
 
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=335N�10=335�. 
 Classificação de catálogo C10=26,9kN�10=26,9��. 
 Classificação de catálogo C10=22,4kN�10=22,4��. 
 Classificação de catálogo C10=18kN�10=18��. 
 Classificação de catálogo C10=21,6kN�10=21,6��. 
Respondido em 24/04/2023 22:56:02 
 
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 20 horas. 
 Aproximadamente 4700 horas. 
 Aproximadamente 825 horas. 
 Aproximadamente 6100 horas. 
 Aproximadamente 9200 horas. 
Respondido em 24/04/2023 22:56:39 
 
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 
 
Uma embreagem de disco tem um único par de superfícies de atrito de acoplamento de 
diâmetro externo D = 250 mm e diâmetro interno d = 175 mm . O valor médio do coeficiente de 
atrito é de 0,30, e a força de atuação é de 4 kN. 
Considerando as afirmativas seguintes assinale a alternativa correta. 
I - A pressão máxima e a capacidadede torque usando o modelo de desgaste são maiores que 
os calculados pelo modelo de pressão uniforme. 
II - A pressão máxima do modelo do desgaste uniforme é maior que a do modelo de pressão 
uniforme. 
III - O torque máximo do modelo de desgaste uniforme é menor que o do modelo de pressão 
uniforme. 
 
 Apenas I está correta. 
 II e III estão corretas. 
 Apenas II está correta. 
 I e III estão corretas. 
 I e II estão corretas. 
Respondido em 24/04/2023 22:57:56 
 
Explicação: 
 
 
 
8a 
 Questão 
Acerto: 0,0 / 1,0 
 
Um pinhão de ferro fundido de 24 dentes, módulo de 5 mm, um ângulo de pressão de 20° 
move uma engrenagem de ferro fundido de 48 dentes. O pinhão é gira a 50 RPM. Para um 
fator de projeto nd=2 a potência máxima que pode ser transmitida com este conjunto de 
engrenagens considerando a tensão de contato admissível Sc=- 690 MPa e largura de face 
do dente F = 60 mm e Cp=163 √MPa. 
 
 
 Potência máxima H=3,89 MW 
 Potência máxima H=973 kW 
 Potência máxima H=3,89 kW 
 Potência máxima H=885 W 
 Potência máxima H=973 W 
Respondido em 24/04/2023 22:59:54 
 
Explicação: 
 
 
 
9a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 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 24/04/2023 23:00:50 
 
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. 
 
 A zona de tolerância tem tamanho fixo. 
 Seu emprego torna o processo de fabricação e inspeção muito caro, 
reduzindo a competitividade. 
 Não comunicam a intenção do projeto. 
 Leva em consideração a função a ser desempenhada e a montagem da 
peça. 
 Resulta em campo ou zonas de tolerância quadrados. 
Respondido em 24/04/2023 23:03:04 
 
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.