Materiais e Critérios de Falha

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Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 Disc.: ELEMENTOS DE MÁQUINAS Aluno(a): Acertos: 9,0 de 10,0 **/05/2023 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. 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:Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail fsaraivamacedo@gmail.com para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 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. Acerto: 1,0 / 1,0 Questão 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.Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail fsaraivamacedo@gmail.com para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 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. 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) DEC DMF V MImpresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 X DEC DMF V M + DEC DMF V M DEC DMF V M + + DEC DMF V M + + Explicação: Gabarito: DEC DMF V M + 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 éImpresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail fsaraivamacedo@gmail.com para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 uma reta com inclinação negativa variando de \over 2}\) a \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 \({1 over 2}\). Acerto: 1,0 / 1,0 Questão 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 \(25 mm\). 20 mm 25 mm (Adaptado de BUDYNAS e NISBETT, 2015, pag 418.) O comprimento efetivo do agarre (comprimento sujeitado) \(1'=45 mm\). O comprimento de haste é \(1_d=8mm\). O comprimento rosqueado participando efetivamente do agarre \(1_t=16 mm\). 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 mm\). Justificativa: O comprimento rosqueado total é LT = 2d + 6 mm, para mm e d ≤ 48 mmImpresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 Logo, Para parafuso de rosca, o comprimento mínimo do fixador fixador do problema tem \(40 mm\), portanto Lé suficiente. Para o tipo de parafuso do problema, o comprimento do agarre ou sujeitado é d a maior espesura é maior que d 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) Acerto: 1,0 / 1,0 Questão A conexão aparafusada mostrada na figura usa parafusos SAE grau 5 kpsi\)). Os membros são de aço AISI 1015 estirado à frio 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.Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 in 2 3 in 2 in in in in-10 UNC in + + in in 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: 4.F 0,577.92 = F 3 35,2 kip 3.π 2 2 4 Esmagamento dos membros F 92 = = = 3 64,7 kip nd 3. 2 4 Tração nos membros a menor área resistente a tração dos membros deve excluir, em uma seção, a área dos parafusos. Assim, Então,Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 F 47 = = F = 55 kip nd 2,34375 2 E o fator de segurança correspondente será Quanto ao esmagamento dos membros, F 47 33 3 5 kip 3. 2 4'8 Acerto: 1,0 / 1,0 Questão O pinhão da figura gira a 1800 RPM no sentido horário. Assinale a alternativa correta sobre o trem de engrenagens nessa situação. y 48D 5 18D 4 3 32D 2 18D 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:Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail fsaraivamacedo@gmail.com para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 valor do trem é produto do número de dentes das engrenagens motoras e= produto do número de dentes das engrenagens movidas Da figura, são engrenagens motoras as engrenagens 2 e 4. São movidas engrenagens 3 e 5. Logo, 18.18 = = 0,211 32.48 Assim, a velocidade de rotação da engrenagem 5 será = = 0,211.1800 = 379,8 RPM Como ocorrem 2 inversões (2-3) e (4-5) o sentido de rotação de saída é o mesmo da entrada. 8a Acerto: 1,0 / 1,0 Questão 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 que a engrenagem 3 exerce contra o eixo b e quanto ao torque que a engrenagem 4 exerce no eixo c. y SID 34D b 3 17D 2 Fonte: BUDYNAS E NISBETT, 2015, pag 718Impresso por Felipe Saraiva Macedo, E-mail para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 13/04/2026, 20:34:36 kN e 5 no sentido anti-horário 16,85 kN e 5 no sentido horário = kN e no sentido horário 33,70 kN e 5 no sentido anti-horário e no sentido horário Explicação: Para cálculo da força sobre o eixo b, consideremos diagrama de corpo livre abaixo Fonte: autor A força transmitida de 3 para a = = Logo, pelo DCL, Já torque sobre o eixo C será o produto da força da engrenagem 3 sobre a 2 16,85. 2 = 2,15 kN. no sentido anti-horário. 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. 0,01 A