Simulado 1 - ELEMENTOS DE MÁQUINAS

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Disc.: ELEMENTOS DE MÁQUINAS   
	Aluno(a): ALLYSSON MAX BUSATO DE MENDONÇA
	202302859062
	Acertos: 0,2 de 2,0
	06/12/2023
		1a
            Questão  /  
	Acerto: 0,2  / 0,2
	
	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.
		
	 
	Apenas III está correta.
	
	Apenas I está correta.
	
	III e IV estão corretas.
	
	I e II estão corretas.
	
	Todas estão corretas.
	Respondido em 06/12/2023 17:38:52
	
	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.
	
		2a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	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 e III.
	 
	III e IV.
	
	I e II.
	
	II, III e IV.
	
	I, II e III.
	Respondido em 06/12/2023 17:39:18
	
	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.
	
		3a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	Uma junta consiste de oito parafusos totalmente rosqueados de cabeça hexagonal M12 com L=40�=40 (um parafuso mostrado na figura abaixo) unindo duas chapas do mesmo material, uma com espessura de 20mm20�� e a outra com espessura de 25mm25��.
(Adaptado de BUDYNAS e NISBETT, 2015, pag 418.)
		
	 
	O comprimento efetivo do agarre (comprimento sujeitado) l′=45mm�′=45��.
	
	O comprimento rosqueado total do parafuso é L=36mm�=36��.
	
	O comprimento do fixador é insuficiente.
	 
	O comprimento rosqueado participando efetivamente do agarre lt=16mm��=16��.
	
	O comprimento de haste é ld=8mm��=8��.
	Respondido em 06/12/2023 17:41:03
	
	Explicação:
Gabarito: O comprimento rosqueado participando efetivamente do agarre lt=16mm��=16��.
Justificativa: O comprimento rosqueado total é
Logo,
Para parafuso de rosca, o comprimento mínimo do fixador
O fixador do problema tem 40mm40��, portanto L é suficiente.
Para o tipo de parafuso do problema, o comprimento do agarre ou sujeitado é
Além disso h=20mmℎ=20��,
Finalmente, a dimensão da porção rosqueada que não contribui para o agarre
E a porção rosqueada efetivamente no agarre (ou sujeitada)
	
		4a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	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 à força 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=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
	Respondido em 06/12/2023 17:41:50
	
	Explicação:
	
		5a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	O método dos elementos finitos consiste na discretização de um meio contínuo em muitas partes menores que formam uma malha. Cada uma dessas divisões é um elemento que compõe essa malha. Com relação aos elementos de uma malha, analise as afirmativas a seguir e marque a alternativa correta.
I - A escolha da geometria dos elementos que constituem uma malha não influencia no resultado da análise pelo Método dos Elementos Finitos;
II - Os elementos de uma malha podem ser de uma, duas ou três dimensões e de diferentes ordens;
III - Para estruturas com contornos curvos, os elementos de menor grau são os mais adequados.
		
	
	As alternativas II e III estão corretas
	 
	Todas as alternativas estão corretas
	
	Apenas a alternativa I está correta
	 
	Apenas a alternativa II está correta
	
	Apenas a alternativa III está correta
	Respondido em 06/12/2023 17:43:00
	
	Explicação:
A afirmação II está correta, pois os elementos de uma malha podem ser lineares (1D), planos (2D) ou sólidos (3D) e a ordem se refere à ordem da função utilizada para interpolar o deslocamento no interior do elemento, normalmente uma função polinomial.
	
		6a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	Diversos fatores econômicos estão relacionados à viabilidade de um projeto mecânico. Nesse contexto, dentre as afirmativas seguintes estão corretas:
I - A equipe de projeto não é relevante para o custo final e deve ser a maior possível para que todos os aspectos sejam considerados;
II - Os materiais selecionados representam parcela importante do custo, não apenas por seu custo propriamente dito, como pelo impacto no processo produtivo;
III - O custo do projeto não é afetado pelo processo produtivo;
IV - A quantidade a ser produzida deve ser considerada para decidir sobre a viabilidade do projeto.
		
	 
	II e IV.
	
	I e IV.
	 
	II e III.
	
	Todas estão corretas.
	
	I, II e III.
	Respondido em 06/12/2023 17:43:12
	
	Explicação:
Gabarito: II e IV.
Justificativa: A equipe de projeto pode representar um custo importante para o projeto, especialmente em projetos muito complexos envolvendo diversas áreas do conhecimento. É importante dimensioná-la para que tenha o pessoal necessário e suficiente com o conhecimento das diversas áreas relevantes. O material utilizado no projeto representa claramente um componente importante dos custos, pelo seu custo e pelo impacto na seleção do processo produtivo. Além disso, ao escolhermos o processo produtivo devemos lembrar que a quantidade a ser produzida pode influenciar fortemente o custo de um produto, considerando os custos envolvidos para o início de alguns processos.
	
		7a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	Assinale a alternativa que apresenta a deformação total da barra de aço (área da seção reta retangular de 10cm210��2) da figura abaixo sabendo que E=207GPa�=207���.Δl=0,6mm∆�=0,6��
	
	Δl=0,015m∆�=0,015�
	
	Δl=1,5mm∆�=1,5��
	 
	Δl=0,15m∆�=0,15�
	
	Δl=0,06m∆�=0,06�
	Respondido em 06/12/2023 17:43:15
	
	Explicação:
Gabarito: Δl=0,6mm∆�=0,6��
Justificativa: a deformação devido à tensão normal é dada por:
Observamos que do comprimento total da barra, somente 0,4 m estão de fato submetidos ao carregamento, conforme o diagrama de corpo livre a seguir
Com os dados do problema
	
		8a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	Duas chapas de aço com espessura de 20mm20�� e largura de 100mm100�� são soldadas com solda de topo com um eletrodo E70xx (Sut=480MPa���=480���). Se as chapas são submetidas a uma força de tração estática  Assinale a alternativa correta
		
	 
	O fator de segurança da solda é ns=2,03��=2,03.
	 
	O fator de segurança da solda é ns=2,88��=2,88.
	
	O fator de segurança da solda é ns=5,76��=5,76.
	
	O fator de segurança da solda é ns=0,84��=0,84.
	
	O fator de segurança da solda é ns=1,15��=1,15.
	Respondido em 06/12/2023 17:45:30
	
	Explicação:
Gabarito: O fator de segurança da solda é ns=2,88��=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=0,02� e l==0,1m�==0,1�. Assim, a tensão no cordão de solda é
O limite de resistência desse eletrodo é 480MPa480���. Para uma solda de topo a tensão admissível sob tração será
Então o fator de segurança é
	
		9a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	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 capacidade de 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.
		
	
	I e II estão corretas.
	 
	II e III estão corretas.
	
	Apenas I está correta.
	 
	I e III estão corretas.
	
	Apenas II está correta.
	Respondido em 06/12/2023 17:45:32
	
	Explicação:
	
		10a
            Questão  /  
	Acerto: 0,0  / 0,2
	
	Conforme os dados da estrutura representada a seguir, marque a opção correta para o valor do deslocamento no nó 2 e das forças de reação nos nós 1 e 3.
		
	
	u2=2,4 mm; R1=16625 N e R2= 13300 N
	
	u2=1,33 mm; R1=0 N e R2= -13300 N
	 
	u2=2,4 mm; R1=-16625 N e R2= -13300 N
	 
	u2=1,33 mm; R1=-16625 N e R2= -13300 N
	
	u2=1,33 mm; R1=16625 N e R2= 13300 N
	Respondido em 06/12/2023 17:45:34
	
	Explicação:
Para a solução do problema, utilizaremos o sistema matricial a seguir:
Assim:
Calculando as constantes de mola por meio da fórmula k=A ∗ Et�=� ∗ ��, chegaremos aos seguintes resultados:
Pelas condições de contorno dos nós 1 e 2 (engaste), podemos considerar u1=0 e u3=0 .
Substituindo os valores conhecidos na equação matricial chegaremos ao seguinte sistema:
Conforme a segunda linha da equação matricial, calcularemos o deslocamento no nó 2 (u2):
Logo:
Conhecido o valor de u2 , poderemos encontrar os valores das reações nos nós 1 e 3:
Da mesma forma do cálculo realizado para encontra R1 , utilizaremos a terceira linha da equação matricial para calcular a reação no nó 3:
Assim a resposta para o problema é: