Lista 02 - Métodos de Energia

Prévia do material em texto

Curso Bacharelado em Engenharia Mecânica 
Mecânica dos Materiais 
Lista 02 – Métodos de Energia 
Professor: Bruno dos Santos 
ALUNO: 
 
Questão 01 - O diagrama tensão-deformação 
mostrado foi construído com base em dados obtidos 
durante um teste de tração de um aço estrutural. 
Sabendo que a área da seção transversal do corpo 
de prova é de 250 mm2 e que a deformação foi 
medida usando-se um comprimento de referência 
de 500 mm, determine (a) o módulo de resiliência do 
aço e (b) o seu módulo de tenacidade. 
 
Questão 02 - Um tubo de alumínio com comprimento de 
762 mm e seção transversal de área de 1194 mm2 é 
soldado a um suporte fixo A e a uma tampa rígida B. A 
barra de aço EF, de 19,1 mm de diâmetro, é soldada à 
tampa B. Sabendo que o módulo de elasticidade é de 200 
GPa para o aço e 74 GPa para o alumínio, determine: (a) 
a energia de deformação total do sistema quando P = 
44,5 kN e (b) a densidade de energia de deformação correspondente do tubo CD e na barra EF. 
 
Questão 03 - A barra BC é feita de um aço para o qual a tensão 
de escoamento é 𝜎𝑒 = 300 MPa e o módulo de elasticidade é E = 
200 GPa. Sabendo que a energia de deformação de 10J deve ser 
adquirida pela barra quando lhe for aplicada a força axial P, 
determine o diâmetro da barra para o qual o coeficiente de 
segurança com relação à deformação permanente seja 6. 
 
Questão 04 – Determine o módulo de resiliência para cada um dos seguintes tipos de aço estrutural: 
(a) ASTM A709 Grau 50: 𝜎𝑒 = 345 Mpa, (b) ASTM A913 Grau 65: 𝜎𝑒 = 448 Mpa e (c) ASTM A709 Grau 
100: 𝜎𝑒 = 690 MPa 
 
 
Questão 05 – As barras AB e BC são feitas de um aço 
para o qual a tensão de escoamento é 𝜎𝑒 = = 500 MPa 
e o módulo de elasticidade é E = 350 GPa. Determine 
a máxima energia de deformação que pode ser 
adquirida pelo conjunto sem provocar deformação 
permanente quando o comprimento a da barra AB for: 
(a) 1 m e (b) 3 m. 
 
 
Questão 06 – Usando E = 200 GPa, determine a 
energia de deformação devido à flexão, para a barra 
de aço e o carregamento mostrado. 
 
 
 
Questão 07 - Um anel D de 10 kg move-se ao 
longo da barra uniforme AB e tem uma velocidade 
v0 = 10 m/s quando atinge uma pequena placa 
fixada na extremidade A da barra. Usando E = 79 
GPa e sabendo que a tensão admissível na barra 
é de 178 MPa, determine o menor diâmetro que 
pode ser usado. 
 
Questão 08 – O anel D é liberado do repouso na posição mostrada e o seu 
movimento é interrompido por uma pequena placa fixada à extremidade C da 
barra vertical ABC. Determine a massa do anel para a qual a tensão normal 
máxima na parte BC é de 125 MPa. O módulo de elasticidade do Bronze 
(diâmetro de 12 mm), é igual a E=105GPa, já o do Alumínio (diâmetro de 
9mm) é de E = 70GPa. 
 
 
Questão 09 – Disserte acerca das seguintes afirmações: “Conclui-se que para uma estrutura 
projetada para resistir eficazmente a um carregamento por impacto deverá: (I) Ter um grande volume, 
(II) Ser construída com um material de módulo de elasticidade baixo e alta tensão de escoamento e 
(III) Ter uma forma tal que as tensões sejam distribuídas o mais uniformemente possível ao longo da 
estrutura”.