Questões de Engenharia Mecânica

A figura a seguir mostra uma viga biapoiada que está sujeita a um carregamento distribuído e um carregamento concentrado P. Conforme indicado, o carregamento distribuído varia linearmente de 0 a w no intervalo  e assume uma característica uniforme, com intensidade w, em . Nesse problema, considere que w = 2P/(3a). É também apresentado o diagrama de esforços cortantes V presentes na viga considerada, no qual R_A e R_B são os valores absolutos das reações no apoios A e B, respectivamente. O valor de x para o qua a força cortante V anula-se é igual a:

A tensão em um arame de um cabo de aço que passa em torno de uma polia pode ser avaliada em termos do diâmetro "d" da polia, do diâmetro  do arame e do módulo de elasticidade do cabo de aço.

Julgue as afirmativas abaixo, marque com F a(s) afirmativa(s) falsa(s) e com V a(s) verdadeira(s) e assinale a opção correta.

( ) A tensão de flexão em um dos arames do cabo é diretamente proporcional ao módulo de elasticidade do cabo e a razão de aspecto d / .

( ) Um cabo de aço pode falhar quando a carga estática no mesmo excede a resistência à tração no cabo.

( ) Os cabos de aço com enrolamento diagonal ou cruzado são mais resistentes à falha por fadiga do que os cabos com enrolamento paralelo.

Uma viga de material metálico de comprimento L, que será utilizada para suportar uma carga P em balanço, deve ser engastada em uma parede, como ilustrado na figura abaixo. Como a seção é retangular, existem duas possibilidades de montagem: a opção A e a opção B. O arquiteto responsável pela obra sugeriu, por motivos estéticos, a opção B, mas o engenheiro, após realizar os cálculos pertinentes, optou pela opção A, por julgar mais segura. Assuma que a tensão no material é dada por  onde M é o momento fletor na viga e J é o momento de inércia da seção transversal e que  é a tensão máxima suportada pelo material da viga. Indique, nas opções abaixo quantas vezes maior pode ser o valor da carga P se a opção A for utilizada.

A figura a seguir mostra uma barra de seção circular sujeita a uma torção T e aos carregamentos P e F, conforme indicado. A força P é paralela ao eixo z e a força F está ao longo do eixo x. Sabendo que o segundo momento de área da seção circular é  em que d é o diâmetro da seção, julgue os itens a seguir, marque com F a(s) afirmativa(s) falsa(s) e com V a(s) verdadeira(s) e assinale a opção correta.

(    )  O princípio da superposição de carregamentos empregado na análise do estado de tensões  de um dado ponto da barra está baseado na hipótese de que o material se comporta dentro da região linear elástica.
(  )  Considerando que L = 8d e F = 16P, a tensão normal no ponto A é trativa e possui valor absoluto igual  a 
 (    )  As tensões cisalhantes no ponto A são devidas aos esforços torsores induzidos por T e aos esforços cortantes induzidos pelo carregamento P.
(  )  Se a barra estivesse sujeita apenas ao carregamento F, os critérios da máxima tensão normal e da máxima tensão cisalhante forneceriam os mesmos fatores de segurança para falha estática.

Durante o processo de montagem de uma viga metálica de seção transversal retangular, ocorreu um erro no alinhamento de suas extremidades. A configuração final da viga é ilustrada na figura abaixo. Na extremidade esquerda a viga é engastada e na extremidade direita a viga é rotulada.

Propriedades do material: O material tem Módulo de Young E e é linear, ou seja, a tensão varia linearmente como o deslocamento vertical  A constante de proporcionalidade k é dada por k = -M/J, em que M é o momento fletor na viga e  é o momento de inércia da seção transversal. A integração da linha elástica resulta em:

em que  é a reação no engaste e C₁ e C₂ são constantes de integração. O valor do momento no engaste em valor absoluto, resultante do referido erro de montagem é dada por: