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Questões de Concurso sobre Elasticidade Linear, Plasticidade, Fratura, Fadiga e Flambagem
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Sobre o tema "Flambagem", assinale a alternativa incorreta.
A
Com muita frequência, a flambagem de uma coluna pode resultar em uma falha repentina e dramática de uma estrutura ou mecanismo e, por isso, é preciso dedicar especial atenção ao projeto de colunas para que estas possam suportar com segurança as cargas pretendidas sem sofrer flambagem
B
Elementos estruturais compridos e esbeltos sujeitos a uma força de compressão axial podem sofrer uma deflexão lateral, que é denominada flambagem
C
A carga crítica é a carga axial máxima que uma coluna pode suportar quando na iminência de sofrer flambagem. Essas cargas representam um caso de equilíbrio neutro
D
O indice de esbeltez p L/r, onde "r" p o menor raio de giração da seção transversal e L é o comprimento da coluna. A flambagem ocorrerá em torno do eixo no qual esse índice tiver o maior valor
E
Uma coluna acoplada por pinos sofrerá flambagem em torno do eixo principal da seção transversal que tenha o maior momento de inércia
João Resistente estava estudando para sua prova e perguntou ao seu professor se, no volume da figura a seguir, as forças verticais de cisalhamento realizavam trabalho. O professor propôs 5 alternativas para João conforme abaixo. Analise a figura a seguir, onde "T" (Tau) é a tensão de cisalhamento e "F" é a força de cisalhamento e assinale a alternativa correta.
Figura 2: Tensão de cisalhamento
A
Nesse caso, a tensão de cisalhamento provoca a deformação do elemento de modo tal que somente a força de cisalhamento dF = T (dx/dy), que age sobre a face superior do elemento, desloca-se ydz em relação à face inferior. As faces verticais só giram, portanto, as forças de cisalhamento nessas faces realizam trabalho
B
Nesse caso, a tensão de cisalhamento provoca a deformação do elemento de modo tal que somente a força de cisalhamento dF = T (dx/dy), que age sobre a face superior do elemento, desloca-se ydz em relação à face inferior. As faces verticais só giram, portanto, as forças de cisalhamento nessas faces não realizam nenhum trabalho
C
Como o volume em questão não está se movendo de forma uniforme na direção do plano XY, o termo correto seria tensão de deformação plástica, e não tensão de cisalhamento
D
Com certeza há realização de trabalho pela força de cisalhamento dF =T(dx/dy), pois as faces verticais giram
E
Isso irá depender se o material é de natureza dúctil ou frágil. Como essa informação não está disponível, não é possível determinar
Considere uma junta parafusada unindo dois corpos de aço com um parafuso de aço (classe 10.9), cuja especificação é M14x2,5.
Assinale a alternativa que mostra o limite de escoamento e o diâmetro nominal deste parafuso:
A
1000 MPa e 35 mm.
B
90 MPa e 2,5 mm.
C
900 MPa e 14 mm.
D
100 MPa e 35 mm.
A falha por fadiga acontece através da nucleação inicial de uma trinca. É um processo permanente, localizado e progressivo que ocorre em materiais solicitados com tensões e deformações cíclicas. Considerando a fadiga em baixo ciclo, assinale a alternativa correta.
A
A tensão nominal de trabalho é menor do que a tensão de escoamento.
B
A tensão nominal de trabalho é menor do que o limite de resistência à tração.
C
A tensão nominal de trabalho é maior do que a tensão de escoamento.
D
A tensão nominal de trabalho é maior que o limite de resistência à tração.
E
A tensão nominal de trabalho é maior que a tensão de ruptura.
Ano:
2019
Em conformação mecânica, o escoamento ocorre quando os diferentes estados de tensão produzem deformações plásticas no material sólido.
Para a maioria dos metais dúcteis que são isotrópicos, são suposições assumidas, exceto:
A
Os limites de escoamento em tração e compressão são equivalentes.
B
A componente hidrostática do estado de tensões tem maior fator de influência no escoamento.
C
A conformação mecânica não apresenta variação volumétrica.
D
Ocorre deformação com encruamento se uma variável de endurecimento é assumida como dependente da deformação plástica efetiva.
Falhas por fadiga ocorrem, tipicamente, na seção III da curva.
C
Certo
E
Errado
Considerando que uma barra circular com comprimento igual a 800 mm sofre uma deformação longitudinal, devido à aplicação de uma carga axial de tração (F) igual a 3,14 KN e sabendo que a deformação longitudinal (e) da barra é 0,0800 mm e que a tensão normal atuante (cr) é de 10 Mpa, o diâmetro da barra e o módulo de elasticidade do material utilizado na barra são, respectivamente: Dado: TI= 3,14
A
10 mm e 115 GPa.
B
15 mm e 120 GPa.
C
20 mm e 125 GPa.
D
25 mm e 150 GPa.
E
30 mm e 175 GPa.
Considere um material com comprimento inicial de 300 mm, cujo comportamento é linear na porção elástica da curva tensão versus deformação. Ao ser aplicada uma tensão de engenharia de 200 MPa nesse material em um ensaio de tração, seu comprimento final passa a ser de 300,4 mm. Determine o módulo de elasticidade desse material e assinale a opção correta.
A
15 GPa
B
80 kPa
C
150 MPa
D
150 GPa
E
500 GPa
Um pino cilíndrico de seção transversal circular (com diâmetro igual a d) estava submetido às tensões normais que variavam entre um valor mínimo de -50 MPa e um valor máximo de 450 MPa. A curva S-N do aço desse pino pode ser modelada pela equação SN = 2.220N-0,1433. O limite de resistência à tração do aço com o qual o pino foi fabricado é igual a 1090,0 MPa e o seu limite de escoamento de 775,5 MPa.
Assinale alternativa CORRETA:
A
A tensão média atuante nesse componente é igual 250 MPa.
B
A fadiga não é uma falha que possa acontecer nesse componente, já que a tensão máxima atuante é inferior ao seu limite de escoamento.
C
A deformação plástica poderá ocorrer nesse componente quando a tensão máxima estiver atuando.
D
A tensão alternada atuante nesse componente é igual 250 MPa.
De acordo com o livro “HIBBELER, R.C., Resistência dos Materiais, 7ª Ed. Prentice Hall Brasil, 2010”, assinale a alternativa incorreta.
A
O módulo de compressibilidade é uma medida da rigidez de um volume de material
B
Quando um material homogêneo e isotrópico é submetido a um estado de tensão triaxial, a deformação em uma das direções da tensão não é influenciada pelas deformações produzidas por outras tensões
C
Dilatação, ou deformação volumétrica, é causada somente por deformação normal, e não por deformação por cisalhamento
D
Uma tensão de cisalhamento aplicada a um material homogêneo e isotrópico produzirá somente deformação por cisalhamento no mesmo plano
Leia, a seguir, um trecho do texto sobre o Módulo de Tenacidade dos materiais:
“Materiais com ________ Módulo de Tenacidade sofrerão grande distorção devido à sobrecarga; contudo, podem ser preferíveis aos que tem ________ valor de Módulo de Tenacidade, já que os que tem ut ________ podem sofrer ruptura repentina, sem dar nenhum sinal dessa ruptura iminente.”
Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente as lacunas:
A
baixo / alto / alto
B
baixo / alto / baixo
C
alto / baixo / alto
D
alto / baixo / baixo
Elementos de máquinas como engrenagens estão susceptíveis aos mecanismos da falha por fadiga, devido às tensões de flexão na raiz dos dentes e das tensões de contato na superfície dos dentes. No projeto destes elementos, podemos afirmar que:
I. Início da trinca, propagação da trinca e ruptura repentina, devido ao crescimento instável da trinca, são estágios da falha por fadiga.
II. Fratura por fadiga e fadiga superficial são modos de falha que devem ser verificados, quando se projetam engrenagens.
III. A fratura por fadiga, devido à flexão na raiz dos dentes, pode ser prevenida, porém, os materiais de fabricação das engrenagens não apresentam um limite de resistência à fratura, devido às tensões cíclicas de contato superficial e, por isso, não é possível projetar engrenagens para vida infinita contra a falha superficial.
IV. O coeficiente de segurança contra falha devido às tensões de flexão na raiz dos dentes é encontrado comparando a resistência de flexão corrigida com a tensão de contato superficial, para cada engrenagem, no engrenamento.
Marque a alternativa correta.
A
Nenhuma das afirmações está correta.
B
Apenas IV está errada.
C
Estão corretas IV, I, III.
D
Apenas I está correta.
Uma chapa de aço SAE 1045 deve ser exposta a tensões cíclicas de tração e compressão com magnitudes da ordem de 100 MPa e 50 MPa, respectivamente. Em etapa anterior ao teste, determinou-se que o comprimento da maior trinca superficial é de 2xl0-3 m. Considerando-se ainda que a tenacidade à fratura em deformação plana é de 25 MPa.m1/s, m tem valor igual a 3 e ClxlO-12. Considere que F é independente do comprimento da trinca. Assim, para as condições apresentadas, a vida em fadiga para esta chapa é de
A
5,5 x 103 ciclos.
B
5,5 x 104 ciclos.
C
5,5 x 105 ciclos.
D
5,5 x 10s ciclos.
E
5,5 x 107 ciclos.
Uma liga de um metal tem Módulo de Elasticidade de 10 GPa. O limite de escoamento é de 180 MPa. O limite de resistência à tração é igual a 590 MPa. Um componente cilíndrico desse material foi carregado axialmente até atingir a tensão de tração de 400 MPa. Com essa tensão atuando, a deformação do componente era de 6,00%.
Os valores das parcelas de deformação elástica e de deformação plástica são, respectivamente:
A
2,0% e 4,0%.
B
4,0% e 2,0%.
C
4,5% e 1,5%.
D
1,5% e 4,5%.
Uma mola helicoidal de compressão padrão de espira constante possui 6 espiras ativas N e constante de mola k. Se o número de espiras ativas for reduzido à metade, a nova constante de mola será
A
k/
B
k/
C
k.
D
2k.
E
3k.
Quando ocorre um alongamento de material, como uma haste, nota-se que ao mesmo tempo que ocorre um alongamento na direção axial, ocorre uma redução do seu diâmetro (direção transversal). A mesma coisa é observada quando se pega um objeto e se comprime: nota-se uma redução na direção de compressão e um aumento da dimensão nas outras direções. S.D. Poisson, cientista, percebeu que dentro da faixa elástica de aplicação, essa razão de dimensões se mantém constante. Ele denominou essa relação de constante de Poisson v (letra grega nu). O módulo de elasticidade ao cisalhamento e o módulo de Young são correlacionados pela constante de Poisson. Sendo considerado o aço, por exemplo o A-36, com módulo de Young (E) igual a 200 [GPa], e Poisson igual a 0.5, qual opção apresenta o valor correto do Módulo de Elasticidade ao Cisalhamento (G)?
A
G = 0.015 GPa
B
G = 200 Gpa
C
G = 266.7 GPa
D
G = 66.7 GPa
A relação onde a tensão (σ) é diretamente proporcional à deformação especifica (ε) e pode ser escrita como a equação abaixo, onde Ε = módulo de elasticidade do material, é chamada de:
σ = Ε ε
A
Lei de Hooke.
B
Lei de Thompson
C
Lei de Newton.
D
Lei de Einstein.
Observe a figura a seguir.
A figura acima representa uma barra de duas secções (1 e 2). As peças AB e BC são feitas de alumínio e possuem diâmetro 02 igual a 400 mm e diâmetro 01 igual a 200 mm. Sabendo que o alongamento total da peça é igual a 0,00700 mm. determine a carga F na peça e assinale a opção correta.
Dados:
Ea1 = 70 Gpa
'rt= 3100
A
25 KN
B
28 KN
C
35 KN
D
42 KN
E
51 KN
Em relação à Lei de Hooke e propriedades mecânicas dos materiais, assinale a opção correta .
A
Ductilidade do material é especificada pela porcentagem de alongameno ou pelo aumento da área do corpo de prova.
B
O módulo de resiliência é medido pelo limite de escoamento.
C
Segundo a Lei de Hooke, um aumento de tensão provoca uma diminuição proporcional na deformação.
D
O módulo de tenacidade indica a densidade da energia de deformação do material imediatamente após a ruptura.
E
O módulo de elasticidade é uma propriedade mecânica que indica rigidez de um material.
Um eixo maciço de seção circular com 20 mm de diâmetro será selecionado para acionar um triturador de grãos através de um motor que fornece 314kW de potência a uma rotação de 3.000 RPM. A tensão de cisalhamento máxima que irá atuar nesse eixo é de
A
π3.140 Mpa.
B
π23.140 Mpa.
C
π26.280 Mpa.
D
π6.280 Mpa.
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