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RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS ALUNO:_____________________________________________________________ N0:_____________________ 1. A estrutura da figura é feita de aço, com as seguintes propriedades mecânicas: E=200GPa, G=80GPa σY=320MPa, τY=180MPa e υ=0,3. Pede-se: a) a tensão normal máxima na barra AB; b) a tensão normal máxima na barra BC; c) a tensão de cisalhamento máxima nos pinos B e C; d) a tensão de esmagamento máxima no suporte C; e) a variação no diâmetro da barra BC. f) Verifique o coeficiente de segurança, em relação ao escoamento para a barra BC e para o pino C. 2) Um apoio de aço S servindo como base para um guindaste de barco transmite uma força P=60KN para o deck de um píer, conforme figura ao lado. O apoio tem seção transversal quadrada e vazada com espessura t=12mm. Um pino, com diâmetro dpi=18mm, fixa o suporte ao apoio GG, com espessura tG=15mm, que por sua vez é soldado à placa de base B, com espessura tB=8mm. A placa B é fixa ao deck através de quatro parafusos de diâmetro dpa=10mm. Pede-se: a) a tensão de cisalhamento no pi ; b) a tensão de cisalhamento parafusos de ancoragem (desp o atrito entre a placa de base deck). no nos reze e o 3) A conexão mostrada na figura consiste de cinco placas de aço, cada uma com 5,0mm de espessura, unidas por um único parafuso de 6,0mm de diâmetro. A carga total transferida para as placas é de 6000N, distribuída entre as placas como mostrado. Pede- se: a) A tensão de cisalhamento máxima no parafuso; 4) Defina, resumidamente, as seguintes propriedades de um material: a) Resistência; b) Elasticidade; c) Rigidez; d) Limite de Proporcionalidade. 5) Um bloco retangular é feito de um material que tem módulo de elasticidade transversal G=800MPa. O bloco é colado a duas placas horizontais rígidas. A placa inferior é fixa e a placa superior é submetida à força P=150KN. Pede-se: a) a tensão de cisalhamento no bloco; b) o deslocamento da placa superior. 6) A estrutura da figura consiste de uma viga horizontal ABC, suportada por duas barras verticais BD e CE. A barra CE é fixada por pinos, submetidos a cisalhamento simples, em ambas as extremidades e tem uma área da seção transversal de 520mm2; a barra BD tem uma área da seção transversal de 1020mm2 e está fixada na fundação pela sua extremidade inferior. As barras são feitas de aço, com E=200GPa, G=80GPa, σY=240MPa, τY=120MPa, αa=12x10-6/°C e υ=0,3. A viga rígida ABC é submetida a uma carga P na sua extremidade A, quando se observa, neste ponto, um deslocamento vertical para baixo de 1,0mm. Pede-se: a) O valor da carga P aplicada; b) A tensão de cisalhamento no pino C de 10,0mm de diâmetro; P 400mm 80mm 60mm 7) Dadas as afirmativas abaixo, indique se são verdadeiras ou falsas, fazendo pequenos comentários que justifiquem a sua resposta: a) A tensão e a deformação utilizados em engenharia, são calculadas utilizando-se a área da seção transversal e o comprimento reais do corpo de provas. b) O Módulo de Elasticidade, também conhecido como Módulo de Young, independe da temperatura do material. c) As grandezas físicas: E (Módulo de Elasticidade), υ ( Coeficiente de Poisson) e G (Módulo de Elasticidade Transversal) são independentes e não têm correlação entre si. d) Os materiais frágeis, ao contrário dos materiais dúcteis, apresentam o patamar de escoamento bem definido no diagrama Tensão x Deformação. 8) O motor da figura gira a 1.200rpm e transmite uma potência de 275HP, acionando, através de um sistema de engrenagens, uma máquina em em B, que consome uma potência de 125HP e outra em C que consome 150HP. As engrenagens são acopladas ao eixo através de chavetas. O trecho AB tem um comprimento L1=1,50m e o BC L2=0,90m, sendo a suportação do eixo feita através de mancais de rolamento, onde podemos desprezar o atrito. O eixo deve ter um único diâmetro d e será construído de aço, com as seguintes características mecânicas: E=200GPa, G=77GPa, σY=240MPa, τY=120MPa e υ=0,3. Pede-se: a) Utilizando um coeficiente de segurança igual a 2,0 em relação ao escoamento, determine o diâmetro d necessário para o eixo. b) O ângulo de torção entre A e C. 9) Dimensionar um eixo oco de aço, com E=200GPa e G=80GPa, capaz de transmitir 250HP a uma velocidade de 600rpm e que atenda às seguintes condições: � relação entre o diâmetro externo e o interno igual a 2 (dois); � tensão de cisalhamento máxima no eixo de 60MPa; � ângulo de torção máximo de 10 em um comprimento de 15 (quinze) vezes o diâmetro externo do eixo. 10) Uma turbina aciona um gerador de 300HP que gira a 1200rpm, conforme mostrado no arranjo ao lado. Dimensionar o eixo de interligação, de aço com E=200GPa, G=80GPa, com rasgo para chaveta (K=1,25), e que atenda às seguintes condições: • tensão de cisalhamento máxima no eixo de 50MPa; • ângulo de torção máximo de 10 em um comprimento de 15 (quinze) vezes o diâmetro do eixo.
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