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Questões de Concurso sobre Elasticidade Linear, Plasticidade, Fratura, Fadiga e Flambagem
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Componentes mecânicos e estruturais são frequentemente
submetidos a operações por longos períodos, sob condições
de elevadas temperaturas e carregamentos mecânicos
estáticos, o que pode resultar em um tipo de dano conhecido
como fluência. Esse dano em materiais metálicos
A
ocorre em temperaturas próximas àquela de fusão do
material.
B
ocorre, preferencialmente, em materiais monocristalinos,
que possuem menor resistência à fluência do
que materiais policristalinos.
C
é uma deformação permanente que depende do tempo
de aplicação do carregamento mecânico.
D
é uma deformação reversível que depende da temperatura
de operação do equipamento.
E
é uma deformação permanente que independe das
propriedades metalúrgicas do material.
Um eixo sem entalhes está biapoiado, tem diâmetro externo D e comprimento L. Sabendo-se que a seção mais solicitada está submetida somente a um momento de torção e a um momento de flexão combinados, assinale a alternativa CORRETA, em relação ao ponto mais solicitado.
A
Nele, a tensão normal será minima e a tensão de cisalhamento máxima.
B
Nele, a tensão normal será máxima e a tensão de cisalhamento mínima.
C
Nele, a tensão normal será nula e a tensão de cisalhamento máxima.
D
Encontra-se sob a linha de centro do eixo.
E
Encontra-se na superfície externa do eixo.
A respeito de falhas que ocorrem em componentes mecânicos, sujeitos a carregamentos cíclicos, é incorreto afirmar:
A
A fadiga é um dos principais responsáveis pela falha dos componentes, decorrentes de carregamentos cíclicos e ocorrendo normalmente em tensões acima do seu limite de escoamento.
B
A fadiga pode ser evitada ou retardada através da melhoria dos acabamentos superficiais das peças, as quais devem apresentar-se com a menor rugosidade possível.
C
Uma das formas de aumentar a resistência à fadiga é através da elevação da dureza das peças, de modo a tornar mais difícil a iniciação de trincas em suas superfícies.
D
Operações de jateamento com granalha podem aumentar a vida à fadiga, pois desenvolvem tensões compressivas na superfície das peças.
O problema básico da teoria da elasticidade é a determinação
do estado de tensões atuantes em um corpo sujeito
à ação de forças externas e/ou internas. Em um problema
bidimensional (plano xy), além das equações de equilíbrio
e das relações constitutivas do material, é necessário, também,
atender às equações de compatibilidade de deformações,
as quais estabelecem uma relação matemática
entre as
A
B
C
D
E
A rigidez equivalente das molas do sistema vale: keq = k1 + k2.
C
Certo
E
Errado
0 valor limite de tensão para o aço B é de aproximadamente 200 MPa, logo, se a peça for submetida a valores superiores a este pode-se assumir vida infinita para a mesma.
C
Certo
E
Errado
O ponto C no digrama indica a tensão de ruptura do material que é inferior a tensão máxima admitida pelo mesmo, característica de um material dúctil.
C
Certo
E
Errado
O ponto B no diagrama acima indica a tensão máxima suportada pelo material. Abaixo desse valor o material apresenta um comportamento elástico, isto é, o mesmo não apresentará defomação permanente.
C
Certo
E
Errado
Um estudante de engenharia pretendia obter o Módulo de Elasticidade de um material que havia sido comprado em barras de seção transversal quadrada para montagem de estruturas metálicas para fins acadêmicos e que ficou estocado no Almoxarifado da Universidade por um bom tempo. Ele sugeriu ao professor o uso de um extensômetro (strain-gage) axial devidamente colocado em uma viga em balanço, pois em sua universidade não estava disponível o equipamento para ensaio de tração. Apesar de a compra das barras de alumínio ter sido de empresa com certificado ISO 9001, o professor achou por bem levantar essa propriedade do material. No experimento, usou uma barra de 500mm de comprimento, de largura de 3,0mm e altura de 5,0mm e colou o extensômetro axial, na direção longitudinal da barra, a 250mm da extremidade livre. Preparado o experimento, pendurou na extremidade livre, a 500mm, um peso de 1,0Kgf devidamente aferido em balança e obteve um resultado de 1.000,0%uDBC0%uDC09m. Diante desse resultado, o estudante, recorrendo à teoria clássica de viga em flexão, e aplicando-a corretamente, obteve o seguinte resultado para o Módulo de Elasticidade do material:
A
70 GPa.
B
200 GPa.
C
210 GPa.
D
435 GPa.
E
500 GPa.
O círculo de Mohr, em qualquer seção transversal da barra AD tomada em ponto afastado das rótulas A e D, é representado corretamente pela figura mostrada abaixo.
C
Certo
E
Errado
Seja uma viga de aço SAE 1020, esbelta, uniforme e homogênea, de comportamento isotrópico, com comprimento 1,0 metro, largura 50,0mm e altura 60,0mm, sujeita aos carregamentos ilustrados na figura abaixo.
Determine os diagramas do cortante V e do Momento fletor M ao longo da viga que melhor representam o carregamento dado, sabendo que o módulo de elasticidade do aço é 210 GPa.
A
B
C
D
E
Comparativamente ao critério de falha da máxima tensão normal, o Critério de Tresca (da máxima tensão cisalhante) é
A
igualmente conservativo para tensões principais de sinais opostos.
B
mais adequado para o projeto de peças fabricadas de materiais dúcteis.
C
mais adequado para o projeto de peças fabricadas de materiais frágeis.
D
menos conservativo para tensões principais de mesmo sinal.
E
menos conservativo para tensões principais de sinais opostos.
A flambagem é um fenômeno que afeta colunas submetidas a carregamentos compressivos. Considere uma coluna de comprimento
L, com uma força compressiva P atuando sobre seu eixo vertical. Considerando uma coluna regida pela equação d^2y/dx^2 = -
Py/EL, determine a carga crítica Pcr da coluna (menor força compressiva). Condições de contorno: y = 0 para x = 0 e y = 0 para x =
l.
Dados: a^b , lê-se ‘a’ elevado a ‘b’
pi = número Pi ~ 3,14
A
Pcr = pi^2EI/L
B
Pcr = 4pi^2EI/L^2
C
Pcr = 2pi^2EI/L^2
D
Pcr = 2pi^2EI/L^2
E
Pcr = pi^2EI/L^2
Considere as seguintes definições:
1. Quociente entre a tensão aplicada sobre um material e a deformação elástica correspondente.
2. Quantidade de energia necessária para romper um material.
3. Material que apresenta a mesma propriedade em todas as direções.
4. Capacidade do material de absorver energia quando deformado elasticamente e de devolvê-la quando descarregado do esforço que provocou a deformação.
Assinale a sequência abaixo que corresponde respectivamente às definições acima:
A
Módulo de elasticidade – Resiliência – Material anisotrópico – Tenacidade.
B
Tensão de escoamento – Tenacidade – Material isotrópico – Resiliência.
C
Módulo de elasticidade – Tenacidade – Material anisotrópico – Resiliência.
D
Módulo de elasticidade – Tenacidade – Material isotrópico – Resiliência.
E
Tensão de escoamento – Tenacidade – Material anisotrópico – Resiliência.
De acordo com o gráfico, a fase referente às deformações plásticas inicia-se nos pontos A e B.
C
Certo
E
Errado
A liga de alumínio apresenta comportamento distinto dos aços, pois, por menor que seja a tensão aplicada, não haverá ocorrência de fratura independente do número de ciclos.
C
Certo
E
Errado
Considere que a estrutura em questão esteja sujeita a esforço
de flexão e que foi projetada para ser fabricada com perfil I,
tendo altura do perfil maior que a largura. Se a montagem dos
perfis for de lado, de modo que a largura do perfil seja maior
que a altura, a resistência da estrutura à flexão não é afetada.
C
Certo
E
Errado
O fenômeno da fadiga de um material começa com uma trinca minúscula, em uma área crítica, onde atua uma alta tensão local. A falha por fadiga, portanto, é uma consequência
A
da carga estática elevada à qual ficam submetidos os locais potencialmente vulneráveis como furos, quinas vivas, roscas, etc.
B
da deformação plástica repetida; na ausência de escoamento plástico repetido, as falhas por fadiga não podem ocorrer.
C
das cargas dinâmicas que levam uma peça a apresentar grandes deslocamentos.
D
das deformações térmicas superiores àquelas decorrentes das cargas mecânicas.
E
do escoamento localizado que aumenta a resistência da peça.
O momento fletor no ponto D é igual a zero.
C
Certo
E
Errado
Furos, entalhes, curvas e demais descontinuidades geométricas em peças metálicas são causas de concentração de tensões. No entanto, as concentrações de tensão não alteram a resistência a cargas estáticas, definidas a partir da área mínima, de materiais dúcteis.
C
Certo
E
Errado
Gerar simulado