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Seleção de materiais sujeitos a esforços mecânicos
Tudo bem? Seja bem-vindo(a) a nossa atividade M.A.P.A. da disciplina Materiais de construção mecânica. Esta atividade tem como tema “Seleção de materiais para esforços mecânicos”. Nesta atividade você encontrará situações em que terá que aplicar os conhecimentos adquiridos durante a disciplina de Materiais de construção mecânica para a solução de alguns problemas.
As suas tarefas nesse M.A.P.A. serão:
– Selecionar materiais adequados para as aplicações propostas.
– Identificar falhas que ocorreram devido à escolha inadequada dos materiais.
Bom trabalho!
Profº Dário Machado Júnior
Nesta atividade, você é o(a) engenheiro(a) responsável pela manutenção de uma indústria e encontrará alguns cenários em que necessitará aplicar os conhecimentos adquiridos nas disciplinas de ciência dos materiais e na disciplina de materiais de construção mecânica.
Durante o seu turno de trabalho, houve uma falha em uma peça que suportava uma carga de tração, e você será responsável por analisar qual o comportamento do material que falhou e decidir as características de um material para substituí-lo. Como você não tem conhecimento sobre qual material foi utilizado para produção da peça, você decide fazer um corpo de prova para ensaio de tração e então realiza o ensaio. O gráfico que você obtém do material é o seguinte:
Figura 1 – Gráfico tensão x deformação
Fonte: o autor.
b) Devido à implantação de um novo setor, você como engenheiro será responsável pela seleção de elementos de fixação para uma junção que deverá suportar uma carga de tração de 8 ton. Sabendo que cada parafuso a ser utilizado possui um diâmetro útil de 8,5mm de diâmetro, qual a quantidade de parafusos necessárias para suportar a carga? Considere o limite de escoamento do material = 700MPa e utilize um coeficiente de segurança de 3.
c) Durante uma manutenção preventiva, você notou que um eixo possuí uma trinca, então você decidiu substituí-lo, no entanto, você não pode aumentar o diâmetro (6cm) do eixo devido a limitações de espaço do local, mas deve utilizar um coeficiente de segurança de 5. Seu primeiro passo para dimensionar o eixo foi observar a rotação de trabalho do motor (120rpm) e a potência dele (60CV), dessa forma você conseguiu encontrar o Torque do motor utilizando a fórmula:
Os fabricantes com que você solicitou orçamento garantem as seguintes propriedades para tensão de cisalhamento no material, e você deve escolher entre um destes:
Para este cálculo você deve utilizar a fórmula para cálculo da tensão máxima de torção:
d) Considerando que estes mesmos equipamentos estivessem sendo usado em regiões litorâneas, você sugeriria alguma mudança na escolha do material?
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