Prova Engenharia Produção

Um componente de uma bicicleta profissional para competições consiste em um eixo cilíndrico de diâmetro 15 mm com comprimento de 50 mm O critério estabelecido para o projeto é que o eixo deverá apresentar uma massa de no máximo 100 gramas e suportar uma força trativa de 100 kN Os materiais disponíveis para a fabricação do eixo são Aço Resistência à tração 650 MPa densidade 7870 kgm3 Alumínio Resistência à tração 48 MPa densidade 2700 kgm3 A partir desses dados responda aos seguintes questionamentos a Qualis materialis atendem ao requisito de massa máxima Justifique b Qualis materialis atendem ao requisito mecânico Justifique Formulas Tensão MPa F A d m V onde F força N A Área da seção mm2 d Densidade Kgm³ m Massa Kg V Volume m3 As propriedades macroscópicas dos materiais apresentam forte relação com as características microscópicas fases arranjo de fases presentes na microestrutura quantidade e distribuição de defeitos Na escala atômica os tipos e as forças de ligação se relacionam diretamente com as propriedades dos materiais e explicam as grandes diferenças entre as classes de materiais Os polímeros são compostos por ligações carbonocarbono e carbonohidrogênio ligações fortes do tipo covalente porém também presentes em materiais de elevada dureza como o diamante Explique por que os materiais poliméricos termoplásticos apresentam baixa dureza e ponto de fusão quando comparados a outros materiais também contendo ligações químicas covalentes cerâmicos Os ensaios mecânicos são fundamentais para a caracterização de qualquer material pois através destes é possível entender o comportamento do material em que se trabalha Além disso é por meio deles que o resultado do recobrimento pode ser avaliado como o ensaio de dureza ou pela avaliação da microestrutura Sobre as principais propriedades dos materiais que são determinadas por meio de ensaios mecânicos assinale a alternativa CORRETA A Dureza resistência plasticidade elasticidade e tenacidade B Composição química condutividade elétrica calor específico e plasticidade C Tenacidade dureza condutividade térmica difusibilidade térmica e elasticidade D Dilatação térmica capacidade térmica resistência e tenacidade Pela análise do gráfico de tensão x deformação é possível obter informações importantes em um ensaio Assinale a alternativa CORRETA que apresenta essas informações A Resistividade e fragilidade B Resiliência tenacidade ductilidade e fragilidade C Resistividade tenacidade ductilidade e fragilidade D Ductilidade fragilidade e maciez 1 B 2 C 3 B 4 A 5 C 6 A 7 D 8 D 9 A Os polímeros termoplásticos e o diamante embora ambos possuam ligações covalentes exibem propriedades de dureza e ponto de fusão marcadamente distintas uma divergência que se explica pelas particularidades de suas arquiteturas moleculares 1 A Estrutura dos Termoplásticos Um Emaranhado de Cadeias Os termoplásticos são construídos a partir de longas cadeias de moléculas orgânicas monômeros unidas por ligações covalentes Essas cadeias embora robustas internamente não formam uma rede tridimensional contínua e inflexível característica de materiais como os polímeros termoendurecíveis ou cerâmicas O que as mantém unidas são forças intermoleculares mais brandas como as de Van der Waals interações dipolodipolo ou pontes de hidrogênio que são significativamente mais fracas do que as ligações covalentes presentes dentro das próprias cadeias 2 A Rigidez Imutável do Diamante Em contrapartida o diamante uma das formas alotrópicas do carbono apresenta uma organização molecular totalmente diferente Cada átomo de carbono se conecta covalentemente a outros quatro formando uma estrutura tetraédrica que se estende por todo o material em uma rede cristalina tridimensional contínua e excepcionalmente forte Todas as ligações nesse arranjo são covalentes e portanto de grande força 3 As Consequências na Dureza e Ponto de Fusão Dureza A dureza de um material reflete sua resistência à deformação permanente No diamante a intrincada rede covalente tridimensional impede o deslizamento atômico conferindolhe uma dureza extrema Já nos termoplásticos a relativa liberdade das cadeias para deslizar umas sobre as outras facilitada pelas fracas forças intermoleculares resulta em uma dureza consideravelmente menor Ponto de Fusão O ponto de fusão marca a transição do estado sólido para o líquido Para fundir o diamante é preciso romper as poderosas ligações covalentes que sustentam toda a sua estrutura cristalina um processo que demanda uma quantidade colossal de energia e consequentemente temperaturas elevadíssimas Nos termoplásticos o aquecimento eleva a energia cinética das cadeias enfraquecendo as forças intermoleculares a ponto de permitir o movimento mais livre das cadeias culminando na fusão a temperaturas comparativamente baixas 1 Durante o incremento da carga e consequentemente da tensão mecânica alguns fenômenos relacionados à estrutura do material começam a interferir na relação entre a tensão e a deformação O valor de tensão em que a razão tensãodeformação deixa de ser linear é chamado de tensão de escoamento œ Sobre a interferência da tensão de escoamento no gráfico tensão x deformação assinale a alternativa CORRETA A Limite de escoamento máxima tensão aplicada ao material B Inclinação da reta zona de proporcionalidade C Ruptura do material D Movimentação das discordâncias Os diferentes tipos de materiais apresentam coeficientes de expansão térmica linear cujos valores se relacionam com a energia de ligação entre seus átomos em sua estrutura Sobre essa propriedade térmica classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas As características térmicas dos polímeros se relacionam com as ligações secundárias Como essas ligações são fracas o coeficiente de expansão térmica tende a ser maior comparativamente ao de outras classes de materiais cerâmicas e metais As características térmicas dos polímeros se relacionam com as ligações primárias Como essas ligações são covalentes fortes o coeficiente de expansão térmica tende a ser menor comparativamente ao de outras classes de materiais cerâmicas e metais O coeficiente de expansão térmica linear dos metais poliméricos apresenta relação com a magnitude das ligações secundárias Em um material cerâmico a livre movimentação das cadeias gera coeficientes de expansão térmica linear altos visto que o movimento relativo entre as cadeias cerâmicas provavelmente aumenta a taxa expansão térmica Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA A V F F F B F V F V C V V V V D F F V F Os ensaios mecânicos normalizados podem auxiliar na seleção dos materiais envolvidos em projetos pois avaliam as suas propriedades e comportamentos Sobre as propriedades envolvidas nos ensaios de tração assinale a alternativa CORRETA A Nos materiais dúcteis ao terminar a fase plástica se inicia a fase elástica em que ocorrem deformações permanentes do material mesmo havendo a retirada da força de tração No início da fase elástica ocorre o fenômeno denominado escoamento B Ductilidade é a medida da capacidade de deformação plástica de um material metálico até a ruptura sendo que os materiais dúcteis praticamente não se deformam antes da ruptura Tal propriedade é medida unicamente pela redução de área percentual C A resiliência se refere à propriedade que alguns materiais possuem de acumular energia quando exigidos ou submetidos às tensões elásticas É a capacidade do material absorver energia ao ser elasticamente deformado e liberar essa energia quando descarregado D O encruamento se caracteriza pelo endurecimento por deformação a frio e pela capacidade que o material tem de absorver energia até o momento da fratura sendo que seu módulo expressa a energia absorvida por unidade de volume É a condição que caracteriza falha por fluência Que condição é essa A Quando o material apresenta o ponto mais alto de tensão B Quando o material é suposto a elevadas temperaturas de serviço C Quando o material é deformado plasticamente devido ao excesso de tensão aplicada D Quando o material atinge sua tensão de escoamento O nível de tenacidade dos materiais pode ser avaliado pela área abaixo da curva tensão vs deformação na região plástica A tenacidade portanto se relaciona com uma elevada tensão de resistência eou um elevado alongamento ou deformação do componente antes da sua ruptura Sobre a principal característica de um material tenaz assinale a alternativa CORRETA A Elevada capacidade de absorver energia através da deformação plástica B Pode ser avaliado pela área acima da curva de tensão vs deformação na região elástica C Se relaciona com uma baixa tensão de resistência D A tenacidade é uma característica de um material quebradiço UNIASSELVI VOLTAR RESPONDER AVALIAÇÃO Avaliação II Individual Cod1018316 Ciência e Propriedade dos Materiais EPR24 Consiste na tensão máxima que o material suporta ao aplicarmos uma tensão Nesse nível de tensão podemos observar algo interessante normalmente ocorre a formação de um pescoço ou estirção localizada O material passa a concentrar a deformação diametral em um ponto específico do corpo de prova ensaiado A que propriedade estamos nos referindo A Tensão de anulação B Tensão de potência C Tensão de resistência D Extensão de resistência Anterior Próxima Para finalizar a avaliação é necessário responder todas as questões Finalizar UNIASSELVI VOLTAR RESPONDER AVALIAÇÃO Avaliação II Individual Cod1018316 Ciência e Propriedade dos Materiais EPR24 A Ciência dos Materiais envolve o estudo da estrutura propriedades métodos de caracterização e o desempenho de materiais seja no âmbito da pesquisa ou da sua utilização in loco em diversos tipos de processos Os materiais são classificados em classes de acordo com suas características físicoquímicas e aplicações Sobre essa classificação e as características específicas de cada classe assinale a alternativa INCORRETA A Os metais apresentam elétrons livres que são responsáveis pela relativa facilidade de condução de energia elétrica B Os polímeros devido à presença de ligações secundárias fracas podem ser processados em temperaturas relativamente baixas da ordem de 200 C C Os materiais compósitos consistem em combinações de componentes de duas ou mais classes de materiais buscando dessa forma obter materiais com características que agreguem propriedades específicas de cada classe D Os materiais cerâmicos apresentam como característica principal a presença de moléculas com elevado peso molecular o que é um fator determinante para os elevados valores de densidade aparente observados nesse tipo de material Anterior Próxima Para finalizar a avaliação é necessário responder todas as questões Finalizar UNIASSELVI VOLTAR RESPONDER AVALIAÇÃO Avaliação II Individual Cod1018316 Ciência e Propriedade dos Materiais EPR24 Caracterização de materiais é uma área da ciência responsável por prever o comportamento ou elucidar fenômenos físicos químicos ou biológicos característicos de cada material Com relação às técnicas de caracterização de materiais assinale a alternativa CORRETA A O ensaio de tração é utilizado na caracterização de materiais para avaliação da microestrutura B O ensaio de compressão utiliza as informações dos elétrons espalhados pela amostra para a formação de imagens C Ensaios destrutivos podem ser utilizados quando se deseja identificar defeitos em sua estrutura mantendo a funcionalidade da peça após o ensaio D Diferentes técnicas de espectrometria são utilizadas para a identificação dos elementos químicos Anterior Próxima Para finalizar a avaliação é necessário responder todas as questões Finalizar