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MAPA
- PROJETO MECÂNICO - 532023
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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.
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.
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