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Uma barra de alumínio deve suportar uma força aplicada de 200 N. A curva de tensão-deformação de engenharia para a liga de alumínio a ser utilizada...

Uma barra de alumínio deve suportar uma força aplicada de 200 N. A curva de tensão-deformação de engenharia para a liga de alumínio a ser utilizada é apresentada na figura 1. A fim de garantir a segurança adequada, a tensão máxima permissível sobre a barra foi limitada a 172 MPa, sendo tal valor inferior ao limite de escoamento do alumínio. Essa barra deve ter pelo menos 375 cm de comprimento, mas não pode se deformar elasticamente mais de 0,625 cm quando a carga for aplicada. Você é o engenheiro responsável por uma grande metalúrgica. Seu desafio consiste em projetar uma barra adequada a sua aplicação, com base nas informações fornecidas, encontrando o diâmetro necessário. Para resolver o desafio, siga estes passos: a) Utilize a equação da deformação de engenharia. b) Baseado na imagem, encontre o valor da tensão correspondente. Descrição da imagem não disponível ​​​​​​​c) Utilize a tensão de engenharia. d) Para o cálculo do diâmetro mínimo, adote um corte transversal redondo e aplique a seguinte fórmula: A0 = (πd2)/4.

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a) A equação da deformação de engenharia é: ε = ΔL/L0, onde ε é a deformação, ΔL é a variação no comprimento e L0 é o comprimento inicial da barra. b) Na imagem, a tensão correspondente é de aproximadamente 138 MPa. c) Utilizando a tensão de engenharia de 138 MPa e a tensão máxima permissível de 172 MPa, podemos calcular a deformação máxima permitida: ε = σ/E, onde σ é a tensão e E é o módulo de elasticidade. Assim, ε = 138/70.000 = 0,00197. d) Para calcular o diâmetro mínimo, podemos utilizar a fórmula A0 = (πd²)/4, onde A0 é a área transversal inicial da barra. Sabemos que a área transversal é igual a πr², onde r é o raio da barra. Assim, podemos reescrever a fórmula como A0 = πr². Substituindo os valores conhecidos, temos: A0 = πr² A0 = π(0,5d)² A0 = π(0,25d²) Sabemos que a tensão máxima permissível é de 172 MPa e que a tensão é igual a força dividida pela área transversal. Assim, podemos escrever a seguinte equação: σ = F/A0 172 = 200/(π(0,25d²)) d² = 0,0009 d = 0,03 m Portanto, o diâmetro mínimo da barra deve ser de 3 cm.

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