Ciência dos Materiais NP1 ABR 09

Prévia do material em texto

UNIP – ALPHAVILLE
16ABR2009 – NP1 – CM
Instruções Gerais: ler com atenção a todas as questões; explicar suas hipóteses e considerações quando aplicável; ter atenção nas unidades dimensionais. Prova com consulta somente aos seus apontamentos. 100 minutos.
1a Questão: Uma furadeira/britadeira precisa suportar acelerações da ordem de 15 m/s2, com relação ao esforço transferido para o equipamento durante a sua utilização. Intenciona-se trabalhar sobre uma superfície que possui a dureza de 25 Brinnell (HB 25). Considerando as propriedades mecânicas abaixo, explique a sua escolha do material mais indicado, para a ferramenta “punção”, utilizando argumentos técnicos verificados em aula:
Material
Limite Escoamento (MPa)
Limite Resistência (MPa)
Tensão Ruptura (MPa)
E (GPa)
Along. Max. (%)
Liga de aço
450
550
400
207
35
Liga de Titanio
650
790
500
107
16
Liga de Alumínio
255
400
300
70
40
Liga de latão
345
380
290
100
35
2a Questão: Os dados abaixo foram obtidos de laboratório de testes de materiais, em ensaio à tração, para um corpo de prova com diâmetro de 20 mm2 e comprimento inicial de 500 mm. Determine:
a) O módulo de elasticidade;
b) Limite de resistência à tração;
c) Comprimento final do corpo de prova;
d) A tensão de escoamento.
Ponto
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Força (kN)
20
40
65
78
89
99
125
170
141
119
Deform 
0,002
0,004
0,006
0,0085
0,010
0,020
0,08
0,019
0,028
0,12
3a Questão: Na edição desta semana, a revista Veja (Ed. Abril) reporta fatos relacionados com o naufrágio do navio mercante Titanic, no início do Seculo XX. Sabe-se que houve uma colisão com um iceberg. Dentre os vários aspectos, há alguns relacionados com materiais. Considerando que no estaleiro a temperatura era da ordem de 15o C e que, durante a viagem, a temperatura variou até –10o C, apresente de forma sucinta como este fator pode ter contribuído para a falha do material. Que tipo de falha material deve ter ocorrido? Considere que naquela época ainda não se empregava a soldagem de forma ostensiva. Ao invés disso, usavam-se rebites (parafusos sem rosca) que eram montados nas chapas por meio de interferência (deformação plástica durante a montagem).
4a Questão: No diagrama de fases das ligas Cobre e Níquel, que fases estão presentes em 40%Níquel e T = 1240o C? Se tivermos 10kg de liga, qual será o peso de cada fase?
5a Questão: Considere que você está em meio a uma construção mecânica (montagem eletromecânica) e é preciso estimar a ordem de grandeza da resistência mecânica do material (MPa). Que processos você recomendaria a usar no campo? Para verificar se existem trincas no material utilizado, que ensaios não destrutivos você recomendaria?
6a Questão: Sabe-se que eixos de carros, de navios e turbinas aeronáuticas são submetidos a carregamentos cíclicos (tração e compressão) nas suas diversas seções transversais. Considerando curvas típicas de fadiga para aço e alumínio, qual é a sua primeira opção na seleção do material? Por quê? Durante o uso, as temperaturas elevam-se por causa do atrito, com a queda da lubrificação. Que outro tipo de método de falha está presente? Nessa condição de temperatura elevada, você manteria a sua primeira opção indicada? Por quê?