Resistencia de materiais

Resistencia de materiais

QUESTÕES DE TESTES E PROVAS (Dimensionamento de eixos e vigas) (Critérios de Resistência)

2a . Q - A polia de 300mm de diâmetro é acionada por um motor M de 4,0CV a 1800 rpm. As correias planas e paralelas são pré-tracionadas com uma força F1 = F2 =

300N em cada perna, antes do acionamento. Pede-se dimensionar o eixo de aço AB, bi-apoiado, que conecta o motor à polia admitindo que seja fabricado em aço com tensão tangencial admissível que não deve ultrapassar 54 MPa, e que o ângulo de torção máximo do eixo não ultrapasse 2,5º/m.

3a . Q: Para a viga esquematizada (perfil S 75 x 8,5, aço

1020) submetida à carga de 18,0 kN, pede-se determinar o coeficiente de segurança adotando-se os critérios da: a) máxima tensão normal; b) máxima tensão tangencial; c) máxima energia de distorção. Obs.: não considerar os efeitos concentrados nos pontos de aplicação dos esforços ou a flambagem da alma.

2ª Questão: Utilizando o critério de resistência da máxima tensão normal (Coulomb), para o carregamento indicado, pede-se determinar o coeficiente de segurança para o conjunto das duas vigas mostradas, fabricadas em aço 1045.

Dados dos perfis S (vide verso) Propriedades do aço 1045:

σlimite = 680 MPa

3ª Questão: Através do critério de resistência da máxima tensão tangencial (Tresca), pede-se dimensionar (d) o eixo maciço AB, em aço 1020, utilizado para transmitir ao gerador G, através do sistema de polias mostrado, a potência do motor M (6,0 HP) a 1.187 rpm.

A correia é esticada com uma pré-tração de 700N.

Admitir um coeficiente de segurança = 2,5 para a tensão tangencial admissível e um ângulo de torção máximo de 2,0º/metro de eixo.

São dadas as propriedades mecânicas do aço 1020:

G = 80 GPa; σlimite = 250 MPa (ensaio de tração)

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS XI - Engenharia Mecânica – Prof. Pamplona

1ª PROVA – Em 19 de abril de 2005 -

solda

Perfil W 360 x 79

2a.QUESTÃO: A viga ABC está fixada (por soldagem) à viga FCG e apoiada na DBE. As três vigas são de aço 1020. Utilizando o critério da máxima tensão normal (Coulomb), determinar o coeficiente de segurança do conjunto das três vigas em relação ao escoamento.

32 dentes mancal

3ª QUESTÃO: a caixa redutora esquematizada utiliza engrenagens de dentes retos (ângulo de ação 20º) sendo o eixo intermediário apoiado em dois mancais de rolamento. Dimensionar tal eixo intermediário utilizando o critério da máxima tensão tangencial (Tresca) admitindo que será confeccionado em aço 1020, com um coeficiente de segurança ao escoamento c = σesc = 250MPa

mancal Eixo intermediário

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS XI - Engenharia Mecânica – Prof. Pamplona

1ª avaliação – (pré-prova) – em 13 de setembro de 2005-09-09

2ª QUESTÃO (3 pontos) O motor M de 10 CV gira a 3.600 rpm, acionando o utilizador U através do eixo maciço ABCD de 17 m de diâmetro, por meio da engrenagem de dentes retos D (ϕ = 20º) e da polia B (com correia plana de pernas paralelas pré-tracionadas a

400N) conforme mostra a figura.

5,8kN 3ª QUESTÃO (3 pontos) Selecionar os dois

perfis I (tabela no verso) adequados para a montagem das duas vigas de 5m esquematizadas, levando em conta o critério da maior tensão normal (Coulomb), com um coeficiente de segurança = 2,0, considerando o estado duplo de tensões, com a presença da tensão cisalhante devida à força cortante.

Nas questões propostas considerar as seguintes propriedades para os materiais:

= 250 MPa; E = 210GPa; ν = 0,30

σescoamento

Calcular o coeficiente de segurança do eixo segundo: a)(2p) o critério da máxima tensão tangencial (Tresca); b)(1p) o critério da máxima energia de distorção (von

Mises).

3ª QUESTÃO (3 pontos) Selecionar os dois perfis I (tabela no verso) adequados para a montagem das duas vigas de 5m esquematizadas, levando em conta o critério da maior tensão normal (Coulomb), com um coeficiente

de segurança = 2,0 (±0,1), considerando o estado duplo de tensões, com a presença da tensão cisalhante devida à força cortante.

2ª QUESTÃO (3 pontos) O motor M de 15 CV gira a 3.0 rpm, acionando o utilizador U através do eixo maciço ABC de 16 m de diâmetro, por meio da roda dentada B (com corrente de pernas perpendiculares pré-tracionadas a 400N) conforme mostra a figura. Os apoios A e C não transmitem momentos fletores.

Calcular o coeficiente de segurança do eixo segundo: a)(2p) o critério da máxima tensão tangencial (Tresca); b)(1p) o critério da máxima energia de distorção (von Mises).

Área Altura Mesa Alma I W

3ª QUESTÃO: (3,0p) O motor M, de 20,0 CV, girando a 3600 rpm, aciona o utilizador U através de uma transmissão por um par de engrenagens de dentes retos (E e D – redução de 3:1 – ângulo de ataque 20º), um eixo maciço ABCD, de seção

circular, em aço 1020 (σ escoamento =250 MPa), bi- apoiado em A e em C, e uma polia de 400 m de diâmetro, em B, com correia plana de pernadas paralelas, pré-tracionadas com 500 N. Considerando o estado duplo de tensões, pede-se dimensionar o eixo utilizando o critério da máxima tensão tangencial (Tresca), admitindo

um coeficiente de segurança 1,7

15 dentes

45 dentes

(σescoamento = 325MPa) é um perfil de abas largas W460 x 52 (características geométricas indicadas na tabela), sendo apoiada em C e em D, e submetida às cargas mostradas (dois carros de peso P, apoiados sobre a viga por rodas). Determinar o valor admissível para o peso P de cada carro, ambos sobre a viga, considerando o critério da máxima tensão normal (Coulomb), para um coeficiente de segurança 2,6 e levando em conta o estado duplo de tensões nos pontos críticos das seções críticas da viga.

Nas questões propostas considerar como propriedades para o aço 1020:

σescoamento = 250 MPa

E = 208 GPa; G = 80,0 GPa

P = 64 kN

2ª QUESTÃO (3 pontos) O motor M de 15 HP gira a 2.400 rpm, acionando o utilizador U através do eixo maciço ABC de 5/8 in de diâmetro, por meio da polia B (D=200mm, com correia de pernas pré-tracionadas a 300N) conforme mostra a figura. Os apoios A e C não transmitem momentos fletores.

Estimar o coeficiente de segurança do eixo (fabricado em aço 1020) segundo: a)(2p) o critério da máxima tensão tangencial (Tresca); b)(1p) o critério da máxima energia de distorção (von Mises). Nota: 1 HP = 746 W ~ 1 in = 25,4 m x D

3ª QUESTÃO (3 pontos) A carga P = 64 kN passeia sobre a viga ABC, (apoiada em B sobre a viga DBE) (ambas perfis

“I” de aço 1020 padrão – S310 x 47,3), desde a posição x = 0,10m até x = 5,40m, conforme indicado na figura. Estimar o coeficiente de segurança do conjunto das duas vigas, pelo critério da máxima tensão normal. (Sugestão: analise as posições críticas para P em x = 2,25m e x = 5,40m)

Comentários