1º TESTE DE TECNOLOGIA MECÂNICA I Licenciatura em Engenharia e Gestão Industrial I. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICO

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1 1º TESTE DE TECNOLOGIA MECÂNICA I Licenciatura em Engenharia e Gestão Industrial 9 de Novembro de 2005 I. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE FABRICO 1. A designação fundição em areia verde está associada ao facto das moldações (seleccionar uma resposta): a) Incorporarem aditivos que lhe transmitem uma cor verde. b) Incorporarem uma mistura de sílica, argila e água que depois de vitrificada adquire uma cor verde. c) Incorporarem uma mistura de sílica, argila e água que depois de curada adquire uma cor verde d) Incorporarem uma mistura de sílica, argila e água. 2. A pulverotecnologia é (seleccionar uma resposta): a) Um processo tecnológico que procede ao fabrico de componentes por alteração de forma no estado sólido de barras ou varões. b) Um processo tecnológico que procede ao fabrico de componentes a partir de pós de materiais ou ligas metálicas e não metálicas por aplicação de pressão e calor sem que nunca se atinja a temperatura de fusão. c) Uma tecnologia de aquecimento de componentes mecânicos que é mais correntemente designada por sinterização.

2 3. A projecção de abrasivos é (seleccionar uma resposta): a) Um processo de alteração da composição química utilizado na decapagem mecânica de peças metálicas que permite eliminar os óxidos, a calamina e outros produtos originados pela corrosão. b) Um processo de alteração de estrutura utilizado na decapagem mecânica de peças metálicas que permite eliminar os óxidos, a calamina e outros produtos originados pela corrosão. c) Um processo de alteração da composição química destinado a endurecer as superfícies e a libertar tensões residuais. INFORMAÇÕES Questão Classificação Questão Classificação Questão Classificação I ou -0.5 II-2a 2 IV-1a 1.0 I ou -0.5 II-2b 2 IV-1b 1.0 I ou -0.5 III-1a 2 IV-1c 1.0 II-1a 1.5 III-1b 2 II-1b 1.0 III-1c 1.5 II-1c 1.5 II-1d 1.0 II-1e 1.0

3 II. ASPECTOS FENOMENOLÓGICOS DE ELASTICIDADE E PLASTICIDADE 1. Considere o ensaio de tracção uniaxial de um provete cilíndrico de um material metálico com um diâmetro inicial D0 = 12 mm e um comprimento de referência inicial l 0 = 30 mm. Após fractura o provete mede l F = mm e o seu diâmetro é igual a D = mm. F σ B l F C l o A e A e B e C e D o D F a) Indique, justificando, qual o significado físico que se encontra associado às letras A, B e C da curva tensão-extensão nominal. b) Calcule a extensão nominal após fractura e o coeficiente de estricção (ou de redução de área). c) Poder-se-á afirmar que as medidas de ductilidade calculadas na alínea anterior são uma propriedade do material? Porquê? d) Indique, justificando, a que parâmetro de resistência corresponde a área sombreada da curva tensão-extensão nominal e proceda à determinação do seu valor no caso do material possuir uma tensão limite de elasticidade σ e = 175 MPa e um módulo de Elasticidade (módulo de Young) E = 50 GPa. e) Indique, justificando, qual a influência da temperatura e da velocidade de deformação na curva tensão-extensão nominal do material.

4 2. Uma chapa metálica possui a seguinte lei de comportamento tensão-extensão verdadeira (Ludwik-Holloman) 0.2 σ = 100 ε (quantidades verdadeiras). a) Calcule os valores das tensões de rotura nominal e verdadeira (condição de instabilidade plástica). b) Admita que a chapa é laminada a frio e que a espessura se reduz em 10%. Determine o valor da nova tensão limite de elasticidade do material após ter sido laminado. III. PLASTICIDADE 1. Pretende-se dimensionar um reservatório esférico com um raio médio de 500 mm para armazenagem de um gás. O reservatório deverá ser construído com uma espessura de 20 mm num aço carbono com uma tensão limite de elasticidade σ e = 316 MPa. a) Calcule o valor teórico da pressão interior máxima de serviço. Utilize o critério de plasticidade de von Mises. b) Determine o quociente d ε θ / dε φ entre os incrementos de extensão. c) Calcule o incremento de trabalho plástico por unidade de volume para a pressão máxima de serviço.

5 IV. MÉTODOS DA ENERGIA UNIFORME E DA FATIA ELEMENTAR 1. Considere a operação de compressão a frio com atrito máximo ( τ = k ) de uma barra de Alumínio AA1100 de secção quadrada com 50 mm de lado e 250 mm de comprimento entre pratos de maior extensão que a peça em condições de deformação plástica plana. a) Calcule a força de compressão após 25% de redução em altura através do método da energia uniforme. Admita que η = b) Proceda à dedução da equação que permite calcular o valor da pressão de compressão adimensionalizada com a tensão limite de elasticidade do material, p / 2k, através do método da fatia elementar. c) Apresente um esboço da variação da pressão de contacto na superfície da peça em função da distância ao eixo para a solução obtida através do método da energia uniforme e da fatia elementar. Comportamento mecânico do Alumínio AA1100 a frio: 0.25 σ = 140 ε MPa INFORMAÇÕES Questão Classificação Questão Classificação Questão Classificação I ou -0.5 II-2a 2 IV-1a 1.0 I ou -0.5 II-2b 2 IV-1b 1.0 I ou -0.5 III-1a 2 IV-1c 1.0 II-1a 1.5 III-1b 2 II-1b 1.0 III-1c 1.5 II-1c 1.5 II-1d 1.0 II-1e 1.0