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MEDIDAS DE EFICIÊNCIA
A soldagem é um processo que visa a união localizada de materiais, similares ou não, de forma permanente, baseada na ação de forças em escala atômica semelhantes às existentes no interior do material e é a forma mais importante de união permanente de peças usadas industrialmente. Duas barras circulares maciças são soldadas no ponto B, como mostra a figura. Determine a tensão normal no ponto médio de cada barra.
R:Tensão em A vale 95,5 MPa e a tensão em B vale 113,2MPa
A figura mostra uma viga isostática bi-apoiada. O ponto A representa um apoio simples e o ponto B um pino. Determine a força de cisalhamento e o momento fletor no ponto C, respectivamente.
R: 20 KN e 40 KN.m
As cargas internas resultantes (Normal, cisalhamento e momento) que agem na seção transversal que passa pelo ponto B são Respectivamente:
R: 0, 1440KN e 1920KN.m
Uma luminária de 250 N é sustentada por três hastes de aço interligadas por um anel em A. Considere θ=30º. O diâmetro de cada haste é dado na figura. Determine a força exercida em cada haste e qual das hastes está submetida à maior tensão normal média (calcule o seu valor).
R: Fac = 183,22 N ; Fad = 225,23 N e Fba = 250 N com tensão maior na haste AD com valor de 5 MPa aproximadamente.
Os grampos na fileira AB contida no grampeador estão colados de modo que a tensão de cisalhamento máxima que a cola pode suportar é θ máx = 84 kPa. Determine a força mínima F que deve ser aplicada ao êmbolo para extrair um grampo da fileira por cisalhamento e permitir que ele saia sem deformação pela fenda em C. As dimensões externas do grampo são mostradas na figura, e a espessura é 1,25 mm. Considere que todas as outras partes são rígidas e despreze o atrito.
R: 2,63 N
A estrutura de dois elementos está sujeita a um carregamento distribuído mostrado. Determine a tensão normal média e a tensão de cisalhamento média que agem nas seções a-a da peça. A seção
transversal quadrada do elemento CB tem 35 mm. Considere w = 8 kN/m.
R: Normal 12 MPa e cisalhamento nulo.
A estrutura está submetido ao carregamento mostrado na figura. Determine, com aproximação de 5 mm, o diâmetro exigido para o pino de ferro em C se a tensão de cisalhamento maxima para o material for de 55 MPa Admita que o pino está sujeito a cisalhamento duplo.
R: 20
Tirante é uma peça estrutural composta por um ou mais elementos, que tem por função resistir a esforços, forças ou tensões. O tirante da figura está apoiado em sua extremidade por um disco circular fixo como mostrado na figura. Se a haste passa por um furo de 40 mm de diâmetro, determinar o diâmetro mínimo requerido da haste e a espessura mínima do disco necessários para suportar uma carga de 20 kN. A tensão normal admissível da haste é de 60 MPa, e a tensão de cisalhamento admissível do disco é de 35 MPa.
R: Diâmetro minimo de 20,60mm e espessura de 4,55 mm
A viga mestra AB suporta a carga na asa do avião. As cargas consideradas são a reação da roda de 175 kN em C, o peso de 6 kN do combustível no tanque da asa, com centro de gravidade em D, e o peso de 2 kN da asa, com centro de gravidade em E. Se a viga estiver fixada à fuselagem em A, determine as cargas internas resultantes na viga nesse ponto. Considere que a asa não transfere nenhuma carga à fuselagem, exceto pela viga.
R: (TA)y = 2,1 kN.m, (MA)x = 507 kN.m, (VA)z = 167 kN e as demais nulas
Para os problemas que envolvem o equilíbrio de um corpo rígido escolhe um corpo rígido, escolhe-se uma porção SIGNIFICATIVA e traça-se um diagrama separado,
denominado de diagrama de corpo livre. Por exemplo, Para projetar um membro estrutural ou mecânico, é preciso conhecer a carga atuando dentro do membro, a fim de garantir que o material possa resistir a essa carga. Diante dos conhecimentos adquiridos e da análise da figura, encontre o item verdadeiro.
R: As reações em A e b são opostas e valem respectivamente 650N e 2300N.
Uma indústria automobilística resolveu testar uma de suas peças no ensaio de tração. Um corpo de prova falhou no ensaio de tração a um ângulo de 52º sob uma carga de 100 kN. Se o diâmetro do corpo de prova for de 12 mm, determine a cargas de cisalhamento média e a normal média que agem na área do plano de falha inclinado. Determine também qual a tensão normal média e a de cisalhamento média, respectivamente, em atuação sobre a secção transversal quando ocorreu a falha.
R: Normal 79 KN e cisalhamento 62 KN e as tensões 550 MPa e 430,00 MPa
Determine a força normal interna resultante que age na seção transversal no ponto A em cada coluna. Admita que o segmento BC tem massa de 300 kg/m e o segmento CD tem massa de 400 kg/m.
R: 24,54 KN
Determine, aproximadamente, a força normal interna resultante que age na seção transversal no ponto A em cada coluna. Admita que a coluna tem uma massa de 200 kg/m.
R: 35 KN
A coluna está sujeita a uma força axial de 8 kN aplicada no centroide da área da seção transversal. Determine a tensão normal média que age na seção a-a. 2. Descreva como fica essa distribuição de tensão sobre a seção transversal da área.
Uma luminária de 80kg é sustentada por duas hastes, AB e BC, como mostra a figura. Se AB tiver diâmetro de 10mm e BC tiver diâmetro de 8 mm, determine a tensão normal média em cada haste
Determine as cargas internas resultantes que agem na secção transversal que passa pelo ponto C.
O bloco de concreto é empregado em larga escala no Brasil. Foi o primeiro bloco a possuir uma norma brasileira para cálculo de alvenaria estrutural. Por outro lado como existem muitos fornecedores, sofre um problema de falta de qualidade. Possui boa resistência à compressão sendo a faixa de produção entre a mínima 4,5 MPa exigida pelas normas. Um bloco de concreto tem as dimensões mostradas na figura. Se ele for submetido a uma força P = 4 N aplicada em seu centro, determine a tensão normal média aproximadamente no material.
R:123 Pa
A estrutura em forma de treliça para a fuselagem é utilizada em algumas aeronaves. A resistência e a rigidez desse tipo de estrutura é obtida através da junção das barras em uma série de modelos triangulares. Dois elementos usados na construção da fuselagem de um avião estão interligados por uma solda em boca-de-peixe a 30°. Determine, respectivamente, a tensão de cisalhamento média e a tensão normal média no plano de cada solda. Considere que cada plano inclinado suporta uma força horizontal de 2 kN.
R: 533,33 kpa e 923,76 kpa
Um corpo de prova de aço com diâmetro original de 13 mm e 50 mm de comprimento de referência foi submetido a um ensaio de tração. Os dados resultantes são apresentados na tabela. Determine os valores aproximados do limite de Resistência e da tensão de ruptura, respectivamente. Se achar necessário, construa o gráfico do diagrama tensão-deformação para facilitar sua visualização.
R: 890 MPa 753 MPa
A mudança de peso de um avião é determinada pela leitura de um extensômetro A montado no suporte de alumínio da roda do avião. Antes de o avião ser carregado, a leitura do extensômetro no suporte é ∊1 = 0,00100 mm/mm, ao passo que, após o carregamento, é ∊2 = 0,00243 mm/mm. Determine a mudança na força em que age sobre o suporte se a área da seção transversal dele for 2.200 mm². Eal = 70 GPa.
R: 220
As sapatas do freio do pneu de uma bicicleta são feitas de borracha. Se uma força de atrito de 50 N for aplicada de cada lado dos pneus, determine a deformação por cisalhamento média na borracha. As dimensões da seção transversal de cada sapata são 20 mm e 50 mm. Gb = 0,20 MPa.
R:0,250 rad
Os blocos de concreto desempenham uma das funções mais importantes em uma construção. Um bloco de concreto tem as dimensões mostradas na figura. Se o material falhar quando a tensão normal média atingir 0,84 MPa, determine, aproximadamente, a maior carga vertical P aplicada no centro que ele pode suportar.
R: 27,3KN
Tubos de PEAD, sigla para Polietileno de Alta Densidade, são conhecidos pela alta resistência a choques e ações químicas, propriedades que fazem comque sejam largamente utilizados em obras de saneamento. Deslocamento de tubos de PEAD pode exigir o uso de guindastes para peças de grandes dimensões. Uma barra de ferro é usado para levantar o tubo de tal modo que a força no parafuso vertical é 775 N. Determine a tensão normal média desenvolvida no parafuso BC se ele tiver diâmetro de 8 mm. Considere que A seja um pino.
R: 9,38 MPa
Um cilindro de concreto com 150 mm de diâmetro e 300 mm de comprimento de referência é testado sob compressão. Os resultados do ensaio são apresentados na tabela como carga em relação à contração e apresenta-se linear entre a origem e o primeiro ponto.. Determinar o módulo de elasticidade aproximado. Dica: Represente o diagrama em gráfico e observe seu comportamento
R: 387 Gpa
A figura apresenta o diagrama tensão-deformação para um aço-liga com 12 mm de diâmetro original e comprimento de referência 50 mm. Determine os valores aproximados, respectivamente, do módulo de elasticidade para o material, a carga aplicada ao corpo de prova que causa escoamento e a carga máxima que o corpo de prova suportará.
R: 290 GPa, 32 KN e 62 KN
A figura mostra a porção elástica do diagrama tensão-deformação para um aço-liga. O corpo de prova do qual ela foi obtida tinha diâmetro original de 13 mm e comprimento de referência de 50 mm. Quando a carga aplicada ao corpo de prova for 50 kN, o diâmetro é 12,99265 mm. Determine o coeficiente de Poisson para o material.
R: 0,300