Simulado - 2023 1 - Elementos de Máquinas - Estácio de Sá

Prévia do material em texto

Disc.: ELEMENTOS DE MÁQUINAS 
Aluno(a): 
Acertos: 9,0 de 10,0 **/05/2023 
 
 
1a 
 Questão 
Acerto: 0,0 / 1,0 
 
Considerando os materiais mais utilizados em projetos mecânicos assinale a 
afirmativa correta. 
 
 
Os materiais cerâmicos são usados apenas em utensílios de cozinha 
pois tem baixa resistência mecânica. 
 
Quando as propriedades necessárias a um projeto não estão 
disponíveis em um material isoladamente devemos usar os materiais 
fundidos. 
 
Os compósitos são os materiais de engenharia com menor resistência 
mecânica. 
 
Os aços são pouco usados nos projetos mecânicos pois podem 
oxidar. 
 
Os polímeros apresentam razão resistência/peso comparável a dos 
metais e cerâmicos. 
 
Explicação: 
Gabarito: Os polímeros apresentam razão resistência/peso comparável a 
dos metais e cerâmicos. 
Justificativa: Geralmente, os materiais poliméricos possuem resistência 
mecânica inferior à dos metais e cerâmicos. Porém, como possuem massa 
específica inferior à desse materiais apresentam relação resistência/peso 
comparável à resistência deles, o que os torna uma boa opção para 
aplicações em que o peso é uma restrição do projeto de grande importância. 
 
 
2a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
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. 
 
II e III estão corretas. 
 
I e II estão corretas. 
 
Apenas III está correta. 
 
Apenas II está correta. 
 
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. 
 
 
3a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
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, III e IV. 
 
III e IV. 
 
I, II e III. 
 
II e III. 
 
I e II. 
 
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. 
 
 
4a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
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) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Explicação: 
Gabarito: 
 
Justificativa: A partir do DCL apresentado vemos que há uma reação 
positiva no apoio do lado esquerdo de valor \(R_1\). Conforme caminhamos 
para a direita a partir desse apoio temos a carga uniformemente distribuída 
\(w\). O esforço cortante ao longo da viga pode ser calculado pela expressão 
\(V = {wl \over 2} - wx\). A expressão do momento fletor é dada por \(M = 
{wlx \over 2} - {wx^2 \over 2}\). Portanto o gráfico do esforço cortante é 
uma reta com inclinação negativa variando de \({wl \over 2}\) a \(-{wl 
\over 2}\). 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 \({l over 2}\). 
 
 
5a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
Uma junta consiste de oito parafusos totalmente rosqueados de cabeça 
hexagonal M12 com \(L = 40\) (um parafuso mostrado na figura abaixo) 
unindo duas chapas do mesmo material, uma com espessura de \(20 mm\) e a 
outra com espessura de \(25 mm\). 
 
(Adaptado de BUDYNAS e NISBETT, 2015, pag 418.) 
 
 
O comprimento efetivo do agarre (comprimento sujeitado) 
\(l'=45 mm\). 
 
O comprimento de haste é \(l_d=8mm\). 
 
O comprimento rosqueado participando efetivamente do agarre 
\(l_t=16 mm\). 
 
O comprimento rosqueado total do parafuso é \(L= 36 mm\). 
 
O comprimento do fixador é insuficiente. 
 
Explicação: 
Gabarito: O comprimento rosqueado participando efetivamente do agarre 
\(l_t=16 mm\). 
Justificativa: O comprimento rosqueado total é 
 
Logo, 
 
Para parafuso de rosca, o comprimento mínimo do fixador 
 
O fixador do problema tem \(40 mm\), portanto L é suficiente. 
Para o tipo de parafuso do problema, o comprimento do agarre ou sujeitado 
é 
 
Além disso \(h = 20 mm\), 
 
Finalmente, a dimensão da porção rosqueada que não contribui para o 
agarre 
 
E a porção rosqueada efetivamente no agarre (ou sujeitada) 
 
 
 
6a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
A conexão aparafusada mostrada na figura usa parafusos SAE grau 5 (\(S_y = 92 
kpsi\)). Os membros são de aço AISI 1015 estirado à frio (\(S_y=47 kpsi\)). Qual a 
maior carga pode ser aplicada à conexão para um fator de projeto \(n_d=2\) para todos 
os módulos de falha. Suponha as roscas não se estendem para dentro da junta. 
Considerando as afirmativas sobre os possíveis modo de falha e assinale a alternativa 
correta. 
 
Fonte: BUDYNAS e NISBETT, 2011, pág 479 
 
 
F = 33 kip 
 
F = 55 kip 
 
F = 65 kip 
 
F = 35 kip 
 
F = 17 kip 
 
Explicação: 
Gabarito: F = 33 kip 
Justificativa: Cisalhamento do parafuso: 
 
Esmagamento dos membros 
 
Tração nos membros - a menor área resistente a tração dos membros deve excluir, 
em uma seção, a área dos parafusos. Assim, 
 
Então, 
 
E o fator de segurança correspondente será 
Quanto ao esmagamento dos membros, 
 
 
 
7a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
O pinhão da figura gira a 1800 RPM no sentido horário. Assinale a alternativa correta 
sobre o trem de engrenagens nessa situação. 
 
Fonte: BUDYNAS E NISBETT, 2011, pag 733 
 
 
A engrenagem 5 gira a 1800 RPM no sentido contrário da engrenagem 2. 
 
A engrenagem 5 gira a 379,8 RPM no sentido contrário da engrenagem 2. 
 
A engrenagem 5 gira a 379,8 RPM no mesmo sentido da engrenagem 2. 
 
A engrenagem 5 gira a 1800 RPM no mesmo sentido da engrenagem 2. 
 
A engrenagem 5 gira a 8530,8 RPM no mesmo sentido da engrenagem 2. 
 
Explicação: 
 
 
 
8a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
O eixo a na figura tem uma potência de entrada de 75 kW a uma velocidade de 1000 
rev/min no sentido anti-horário. As engrenagens têm um módulo de 5 mm e um 
ângulo de pressão de 20°. A engrenagem 3 é um intermediário. (Na figura 17D = 17 
dentes na engrenagem 2 e assim para as outras engrenagens). Assinale a afirmativa 
correta quanto àforça F3b que a engrenagem 3 exerce contra o eixo b e quanto 
ao torque T4c que a engrenagem 4 exerce no eixo c. 
 
Fonte: BUDYNAS E NISBETT, 2015, pag 718 
 
 
F3b=33,70 kN e T4c=2,1 5 no sentido anti-horário 
 
F3b=- 16,85 kN e T4c=2,1 5 no sentido horário 
 
F3b=16,85 kN e T4c=1,08 no sentido horário 
 
F3b=- 33,70 kN e T4c=2,1 5 no sentido anti-horário 
 
F3b=16,85 kN e T4c=2,1 5 no sentido horário 
 
Explicação: 
 
 
 
9a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
Para a utilização do método de dimensionamento e tolerância geométrica a 
correta indicação das referências, tipos de tolerância e valores envolvidos é 
fundamental e é realizado por meio dos quadros de tolerância. Assinale a 
alternativa com a interpretação correta do quadro a seguir considerando o 
método de dimensionamento e tolerância geométrica. 
 
 
 
Tolerância de inclinação em relação à referência A, com o elemento 
controlado podendo variar a sua orientação entre 90,01º e 89,99º em 
relação a A. 
 
Tolerância de paralelismo em relação à referência A, com o elemento 
controlado devendo estar entre dois planos paralelos à referência A, 
distantes 0,01 polegada entre si. 
 
Tolerância de paralelismo em relação à referência A, com o elemento 
controlado podendo variar a sua 0,01 polegada em relação ao plano de 
referência. 
 
Tolerância de perpendicularidade em relação à referência A, com o 
elemento controlado podendo variar a sua orientação 0,01º e -0,01º em 
relação ao plano A. 
 
Tolerância de perpendicularidade em relação à referência A, com o 
elemento controlado podendo variar a sua orientação entre 90,01º e 
89,99º. 
 
Explicação: 
No quadro de tolerância o símbolo indica tolerância de paralelismo. O 
valor numérico no segundo campo, corresponde à distância entre os dois 
planos paralelos à referência A. O terceiro campo indica a referência. O 
elemento controlado deve estar entre os dois planos paralelos a A para estar 
dentro da tolerância 
 
 
10a 
 Questão 
Acerto: 1,0 / 1,0 
 
As tolerâncias geométricas podem ser de forma, orientação, batimento ou 
posição e podem se relacionar a diferentes características que se deseja 
controlar. Dentre as opções abaixo, assinale a característica aplicada somente a 
elementos isolados. 
 
 
Posição. 
 
Retilineidade. 
 
Paralelismo. 
 
Inclinação. 
 
Concentricidade. 
 
 
Explicação: 
As características geométricas que se aplicam a elementos isolados, 
isto são as de forma: retilineidade, planeza, circularidade, cilindricidade.