MAPA - PROJETO MECÂNICO - 53/2023

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QUESTÃO 1

FASE 1
A empresa Fundart fornece componentes em aço para a indústria automotiva. Esse material deve apresentar boas propriedades de ductilidade e tenacidade. No entanto, o último lote produzido apresentou resultados que demonstraram elevada dureza e resistência mecânica, porém a ductilidade e a tenacidade foram reduzidas. Sabe-se que, em decorrência da têmpera (transformação martensítica) no aço, há geração de muita tensão residual, fazendo com que essas duas propriedades sejam reduzidas.

Desse modo, com a análise do lote, o técnico verificou que, após a têmpera, não foi realizado o tratamento térmico adequado no material. A partir da análise do técnico, você precisa apresentar a solução para esse problema ao seu gestor. Assim, redija um relatório apresentando a possível solução e como você a executaria.

FASE 2
O projeto de um elemento de máquinas ou de uma estrutura exige que o engenheiro minimize a possibilidade da ocorrência de falhas. Dessa forma, torna-se fundamental que a mecânica das falhas causadas pela fadiga seja compreendida e esteja familiarizada com os princípios apropriados de projeto, resultando na prevenção de falhas durante a vida útil do componente.

A empresa onde você trabalha está tendo problemas com um produto que foi lançado no mercado há alguns meses e vem apresentando quebras constantes. Uma análise realizada pela engenharia determinou que as quebras ocorrem após determinada quantidade de ciclos realizados. A parte da máquina envolvida na quebra sofre de variação da intensidade da tensão, aplicada de acordo com o ciclo realizado pela máquina.

No conjunto em que ocorrem tais quebras, uma das peças que está sofrendo quebra pode ser visualizada a seguir:

Informações:
Aço 1045.
Corte realizado na serra-fita.
Torneamento com inserto de raio 0,4 mm.
Furação com broca de diâmetro de 18 mm.
Zincagem superficial do componente.

Fonte: o autor.

Baseando-se nas informações anteriores e no seu conhecimento adquirido, responda às seguintes questões:

a) Tais quebras podem estar relacionadas à fadiga? Justifique a sua resposta
b) Em relação à peça ilustrada, é possível alterar seus processos de produção ou as características das peças a fim de evitar ao máximo o surgimento de trincas por fadiga? Justifique a sua resposta.

FASE 3
O Método dos Elementos Finitos (MEF) — do inglês, Finite Element Method (FEM — é aplicado em diversas áreas industriais, como aeronáutica, aeroespacial, automobilística, naval e nuclear. Por meio do Método dos Elementos Finitos, diversos campos de estudo podem ser analisados, conforme apresentado no quadro a seguir:

CAMPO DE ESTUDO	APLICAÇÃO
Estrutural	Determinação dos deslocamentos e dos esforços internos por meio dos carregamentos e das tensões aplicadas.
Térmica	Análise da variação de temperatura por meio do estudo do fluxo de calor, convecção e radiação.
Elétrica	Análise da variação de voltagem por meio do estudo do fluxo de corrente elétrica.
Eletromagnético	Determinação da força eletromotriz por meio da análise de variação do campo magnético
Escoamento de fluidos	Análise de velocidade e pressão do fluido.
Difusão	Determinação do fluxo de componentes em função da diferença de concentração entre dois meios.
Corrosão	Determinação da taxa de consumo de ânodo por meio da variação do potencial elétrico.
Propagação de fissuras	Análise da propagação de fissuras em função da variação de tensões e da taxa de energia liberada.

Fonte: o autor.

Você é o(a) engenheiro contratado para analisar, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), uma viga localizada na fachada de um edifício à beira-mar. Dentre os campos de estudo apresentados no quadro, quais você consideraria relevantes para a análise com o referido método?Justifique a sua resposta.