Questões de Engenharia Mecânica da Fundação para o Vestibular da Universidade Estadual Paulista (VUNESP)

Para um determinado componente estrutural, o resultado de um teste de fadiga mostra que, para uma tensão de 250 MPa (Tensão normal alternada), a vida do componente é de 10⁶ ciclos. Para valores de tensão menores do que este, não se detectou falha por fadiga. Um componente idêntico ao testado foi usado por 25 000 ciclos, sob tensão normal de intensidade igual a 400 MPa (tensão normal alternada). Nessa condição, o ensaio de fadiga indica que a vida seria de 10⁵ ciclos. Se, após o carregamento de 400 MPa, for submetido à tensão de 250 MPa, o componente resistirá a:

• A.

  10⁶ ciclos.

• B.

  15 000 ciclos.

• C.

  1 ciclo (ruptura imediata quando usado sob o novo carregamento).

• D.

  3,5 x 10⁴ ciclos.

• E.

  7,5 X 10⁵ ciclos.

Uma placa de aço faz parte de uma máquina que é operada sob temperatura inferior a da transição dúctil-frágil do material da placa. A placa possui 30 mm de espessura e 12 metros de largura. No centro da placa, há uma trinca com 320/π mm de comprimento na direção transversal da placa. Sabe-se que o valor nominal da tensão normal, na direção longitudinal, de projeto da placa é igual a 60 MPa. Sabendo-se que a tenacidade à fratura vale 28 MPa.m^1/2, o fator de segurança para o componente é:

• A.

  5,00

• B.

  1,17

• C.

  2,55

• D.

  1,00

• E.

  5,55

Um parafuso de movimento cujo diâmetro nominal é igual a 60 mm, com rosca quadrada de três entradas e passo igual a 4, é usado para elevar uma carga de 2 000 N. O parafuso é acionado por um motor elétrico de indução trifásico, alimentado pela rede elétrica convencional cuja frequência é igual a 60 Hz. Houve uma falha por fadiga desse parafuso e ele será substituído por outro feito em material mais resistente, com mesmo diâmetro, mas com rosca de duas entradas e passo igual a 5. O motor passará a ser acionado por um inversor de frequência. A frequência que deverá ser ajustada nesse equipamento para que a velocidade de levantamento da carga seja igual a do parafuso inicial é:

• A.

  36 Hz.

• B.

  120 Hz.

• C.

  50 Hz.

• D.

  72 Hz.

• E.

  144 Hz.

Um tubo, cujo diâmetro externo mede 50 mm, é mantido a 200 ºC. Recobrindo o tubo, existe um revestimento cuja espessura vale 75 mm. A temperatura do exterior do revestimento é igual a 20 ºC, sendo esta a mesma do ar circundante. A potência térmica transferida para um trecho de um metro de tubo é:

Dados: h_ar = 3,0 W/m2 ºC ; k_revestimento = 0,20 W/m ºC ; ln4 = 1,4

• A.

  350 W.

• B.

  52 W.

• C.

  109 W.

• D.

  582 W.

• E.

  788 W.