Para a seleção de um determinado material para uma aplicação, muitas vezes, se faz necessário considerar a massa final no componente. A peça, nesse...
Ciência e Propriedade dos Materiais
Questões Para o Saber

Question

Para a seleção de um determinado material para uma aplicação, muitas vezes, se faz necessário considerar a massa final no componente. A peça, nesse tipo de situação, deverá atender aos requisitos mecânicos apresentando a menor massa. Isso é particularmente importante quando se trata de veículos, pois a maior massa representa maior consumo de combustível. Pretende-se produzir uma barra cilíndrica que na aplicação estará solicitada sob tração. A barra foi projetada com diâmetro de 40 mm e comprimento de 1,5 m, em aço SAE 1020, cuja tensão de escoamento é de 350 MPa. Sabe-se que esse material possui densidade de 7.870 kg/m3. A barra deve suportar uma força F de 800 kN sem apresentar deformação permanente, e uma massa inferior a 20 Kg. Determine:

a) A barra irá suportar a carga pretendida sem apresentar deformação permanente? Justifique.
b) A barra atende ao requisito de peso máximo especificado? Justifique.

A barra irá suportar a carga pretendida sem apresentar deformação permanente.
A barra atende ao requisito de peso máximo especificado.

Ed · Answer

a) Para verificar se a barra irá suportar a carga pretendida sem apresentar deformação permanente, é necessário calcular a tensão atuante na barra. Utilizando a fórmula de tensão (σ = F/A), onde F é a força aplicada e A é a área da seção transversal da barra, temos:

σ = F/A
σ = 800000 N / (π x (0,04 m)² / 4)
σ = 1278541,45 Pa

Comparando a tensão calculada com a tensão de escoamento do aço SAE 1020 (350 MPa), podemos concluir que a barra irá apresentar deformação permanente, pois a tensão calculada é maior do que a tensão de escoamento do material.

b) Para verificar se a barra atende ao requisito de peso máximo especificado, é necessário calcular a massa da barra. Utilizando a fórmula da massa (m = ρ x V), onde ρ é a densidade do material e V é o volume da barra, temos:

V = π x (0,04 m)² / 4 x 1,5 m
V = 0,00377 m³

m = 7.870 kg/m³ x 0,00377 m³
m = 29,68 kg

Portanto, a barra não atende ao requisito de peso máximo especificado, pois sua massa é maior do que 20 kg.

Para a seleção de um determinado material para uma aplicação, muitas vezes, se faz necessário considerar a massa final no componente. A peça, nesse...

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Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24) Avaliação Final (Discursiva) - Individual

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