Questões de Concurso sobre Teorias de falha: deformação, fadiga, flambagem e desgaste

 
 
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Qual será a deformação de uma barra de aço de 100 cm de comprimento e seção de 1 cm² submetida a uma carga de 10.000 N, sabendo-se que o módulo de elasticidade do aço é de 200 GPa?


A

0,5 mm.


B

1,0 mm.


C

1,5 mm.


D

2,0 mm.


E

2,5 mm.

O critério de Goodman é um critério de falha utilizado para medir:


A

A resistência de um material sob tensão constante.


B

A resistência de um material sob cargas variáveis.


C

A deformação plástica de um material sob tensão constante.


D

A vida útil de um material sob tensão constante.


E

A vida útil de um material sob cargas variáveis.

Uma peça de máquina de estampagem foi submetida a esforços dinâmicos cíclicos de tração e compressão por um ano. Durante uma atividade de manutenção de rotina, observou-se que a superfície dessa peça apresentava uma rugosidade superficial localizada na região próxima à mudança de sua secção transversal. Imediatamente, retirou-se a peça, a qual foi levada para o setor da qualidade, a fim de averiguar o que estava ocorrendo.

-

Considerando essas informações, assinale a opção correta.


A

O setor de qualidade deve executar um ensaio de dureza para verificar se o material dessa peça apresenta módulo de Young adequado para resistir aos esforços de operação.


B

A região rugosa foi resultado da carga excessiva no ciclo de carregamento, que estava acima do valor do módulo de elasticidade do material, o que resultou na rugosidade em questão.


C

O setor de qualidade deve executar um ensaio de tração para verificar se o material dessa peça apresenta resistência mecânica adequada para resistir aos esforços de operação.


D

A região rugosa resultou da carga excessiva localizada na região de mudança de seção transversal da peça devido à concentração de tensões.


E

A região rugosa resultou de uma falha de projeto da peça, já que houve uma mudança de secção transversal, o que, nesse caso, enseja revisão no projeto da peça.

A fadiga é um processo de falha comum em estruturas metálicas que se encontram submetidas a tensões cíclicas. Esse tipo de falha é marcado por:


A

encruamento


B

carregamento súbito


C

deformação elástica excessiva


D

crescimento e propagação de trinca

Uma peça feita em aço carbono 1045, obtida por meio do processo de têmpera e componente de uma máquina de alto desempenho, foi submetida a um esforço de operação que desencadeou um superaquecimento localizado. A temperatura da peça foi monitorada pelos técnicos e atingiu um valor de 850 graus Celsius, momento em que a máquina foi desligada e a peça mantida dentro do equipamento para o resfriamento lento do conjunto até a temperatura ambiente. No ciclo de carregamento seguinte, a peça rompeu devido à ação da força de carregamento, o que resultou em um acidente que provocou a morte de alguns operários.

-

Considerando-se essas informações, é correto afirmar, no que se refere às causas da falha dessa peça, que a temperatura elevada (850 graus Celsius) desencadeou um tratamento térmico na peça de aço carbono 1045 temperada equivalente a


A

um recozimento, devido ao resfriamento lento, o que reduziu a dureza e a resistência em relação às propriedades da têmpera.


B

uma normalização, devido ao resfriamento lento, o que aumentou a dureza e a resistência em relação às propriedades da têmpera.


C

uma nova têmpera, devido ao resfriamento lento, o que aumentou a dureza e a resistência em relação às propriedades da têmpera inicial.


D

uma austêmpera, devido ao resfriamento lento, o que aumentou a dureza e a resistência superficial da peça em relação às propriedades do seu núcleo.


E

um revenido, devido ao resfriamento lento, o que aumentou a dureza e a resistência em relação às propriedades da têmpera.

A mecânica dos materiais apresenta diferentes modalidades de falhas, fratura, fadiga e fluência, com relação a esta temática, considere as afirmativas abaixo:


I- A fratura frágil ocorre sem qualquer deformação apreciável e pela rápida propagação de uma trinca. A direção do movimento da trinca é aproximadamente paralela à direção da tensão de tração aplicada, apresentando uma superfície de fratura relativamente plana.

II- A fadiga é uma forma de falha que ocorre em estruturas que estão sujeitas a tensões dinâmicas e oscilantes, como em componentes de máquinas. Uma falha é possível mesmo para um nível de tensão consideravelmente menor que o limite de resistência à tração.

III- O fenômeno de deformação de materiais em serviço submetidos a temperaturas elevadas e expostos a tensões mecânicas estáticas por dado período de tempo é chamado de fluência.

IV- A fratura dúctil apresenta a ocorrência de deformação plástica, anunciando um alerta de fratura iminente, assim, para a ocorrência da fratura torna-se necessária menor energia devido sua tenacidade.

V- A fratura dúctil pode apresentar contorno de superfície denominado taça e cone, devido a forma apresentada após a ruptura, possuindo uma aparência irregular e fibrosa na região da fratura, devido aos estágios de empescoçamento e formação de microvazios que precede a fratura.


Estão corretas as afirmações:


A

I, III e V


B

II, III e IV


C

I, II e IV


D

II, III e V


E

Todas as alternativas

Um segmento de um certo braço robótico é uma barra que pode ser modelada como uma viga engastada submetida à ação de uma força, conforme representado na figura. Nesse caso, o momento fletor na barra é


A

1,25 kNm


B

500 Nm


C

1 kNm


D

1,5 kNm

Uma serra circular teve seu eixo quebrado e, no almoxarifado, não tinha uma peça de reposição para o conserto da máquina. Para evitar a parada da produção, o chefe do setor solicitou que a manutenção fabricasse o eixo para reposição. Assinale a alternativa que corresponde ao material mais resistente que havia disponível em estoque para se fabricar o eixo da máquina.


A

Latão


B

Aço carbono SAE 1045


C

Náilon 101


D

Neoprene


E

Ferro fundido

Sobre a deformação elástica dos metais, analise as assertivas abaixo.


I. Quando uma pequena tensão de tração é aplicada a um pedaço de metal ou, de uma maneira geral, a um material cristalino qualquer, ocorre a deformação elástica.

II. O módulo de elasticidade de todos os materiais decresce com o aumento da temperatura.

III. Os materiais são isotrópicos em relação ao módulo de elasticidade.


É correto o que se afirma em


A

I e II, apenas.


B

II e III, apenas.


C

I e III, apenas.


D

II, apenas.


E

III, apenas.

Em um diagrama tensão-deformação, o comportamento de um corpo de prova pode ser de diferentes formas, dependendo da intensidade da carga aplicada e do seu grau de deformação. Sobre a forma escoamento, é correto afirmar que


A

é a forma quando o corpo de prova retorna à sua forma original quando a carga aplicada é removida.


B

nesta forma, mesmo se a carga for removida, o corpo de prova continuará deformado.


C

ao atingir a tensão última, a área da seção transversal começa a diminuir em uma região localizada do corpo de prova, e não mais ao longo do seu comprimento nominal.


D

esta forma é causada pelo deslizamento de planos no interior do material e as deformações reais são produzidas pela tensão cisalhante.


E

durante a execução do ensaio, na região de deformação, enquanto o corpo de prova é alongado, sua área da seção transversal diminui ao longo de seu comprimento nominal, até o ponto que a deformação corresponda à tensão última.

Sobre a flambagem de colunas, marque V para verdadeiro ou F para falso e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.


( ) Elementos compridos e esbeltos sujeitos a uma força axial de compressão são chamados de flambagem e a deflexão lateral que sofrem é chamada de coluna.

( ) A carga axial máxima que uma coluna pode suportar e que está na iminência de sofrer flambagem é denominada carga crítica.

( ) 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.


A

V/ F/ V


B

F/ V/ V


C

F/ F/ V


D

V/ F/ F


E

V/ V/ F

Fadiga, desgaste e fadiga superficial são mecanismos de falha do material que podem levar dentes de engrenagem à ruina, sob cargas normais de serviço. A fadiga consiste em geração e propagação de trinca até a sua quebra; o desgaste é a remoção progressiva de material da superfície; já a fadiga superficial gera pites progressivos que escamam a superfície dos dentes.

C
Certo

E
Errado
Na fase de desgaste, as quebras ocorrem por processos progressivos de falhas, sendo importantes o momento de início da falha e o momento da quebra. Nesse sentido, o início da falha pode ser detectado e a quebra pode ser predita por técnicas de manutenção preditiva que devem ser adotadas na fase de maturidade.

C
Certo

E
Errado
A curva de banheira sintetiza as informações em um formato genérico da função h(t) ao longo do ciclo de vida, sendo uma construção abstrata que expressa a expectativa de falha de um item ao longo do tempo.

C
Certo

E
Errado

Considere o seguinte texto sobre a fadiga:

“Frequentemente se descobre que peças de máquinas falharam sob ação de tensões repetidas ou flutuantes, mas uma análise cuidadosa revela que as tensões reais máximas estavam bem ___________ da resistência máxima do material e geralmente ___________ da tensão máxima de escoamento. A característica mais distinguível desse tipo de falha é que as tensões foram repetidas um número ___________ de vezes, daí essa falha ser chamada de falha por fadiga.”

Assinale a alternativa que completa, corretamente e respectivamente, as lacunas do texto.


A

abaixo ... abaixo ... grande


B

abaixo ... abaixo ... pequeno


C

abaixo ... acima ... grande


D

acima ... acima ... grande


E

acima ... acima ... pequeno

Na fase de maturidade, ocorrem falhas por ultrapassagens de resistências ainda não manifestadas na fase inicial, falhas ligadas ao mau uso do equipamento e grandes ultrapassagens de resistências causadas por catástrofes.

C
Certo

E
Errado
Na fabricação de um compósito com fibras contínuas e alinhadas, o limite de resistência a tração longitudinal do compósito será o mesmo limite de resistência a tração das fibras que o compõem.

C
Certo

E
Errado
Atualmente, são adotados 6 (seis) diferentes tipos de curvas de falha que são utilizados para caracterizar a vida dos equipamentos. O padrão de curva no qual há uma elevada ocorrência de falhas no início da operação do equipamento, seguida de uma frequência de falha constante e um aumento devido à degradação ou desgaste do equipamento é o seguinte:

A
Imagem associada para resolução da questão

B
Imagem associada para resolução da questão

C
Imagem associada para resolução da questão

D
Imagem associada para resolução da questão

E
Imagem associada para resolução da questão

A colocação de um metal mais catódico em contato com o ânodo em um circuito galvânico reduz a corrosão no metal adicionado, protegendo também o ânodo contra a corrosão.


C
Certo

E
Errado
 
 
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