F 1 QSTÕS TSTS PROVS (iensionaento de eixos e vigas) (ritérios de Resistência) 300 F 2 ω PROV 1 4-01 2 a. Q - polia de 300 de diâetro é acionada por u otor de 4,0V a 1800 rp. s correias planas e paralelas são pré-tracionadas co ua força F 1 = F 2 = 300N e cada perna, antes do acionaento. Pede-se diensionar o eixo de aço, bi-apoiado, que conecta o otor à polia aditindo que seja fabricado e aço co tensão tangencial adissível que não deve ultrapassar 54 Pa, e que o ângulo de torção áxio do eixo não ultrapasse 2,5º/. 59 4,3 x 6,6 900 P=18 kn 3 a. Q: Para a viga esqueatizada (perfil S 75 x 8,5, aço 1020) subetida à carga de 18,0 kn, pede-se deterinar o coeficiente de segurança adotando-se os critérios da: a) áxia tensão noral; b) áxia tensão tangencial; c) áxia energia de distorção. Obs.: não considerar os efeitos concentrados nos pontos de aplicação dos esforços ou a flabage da ala. PROV 1 4-02 S 75 x 8,5 I x = 1,05 x 10 6 4 S75 x 8,5 0,5 1,0 48 kn 0,5 d=80 1,0 0,20 S150 x 25,7 40 kn ω 2ª Questão: tilizando o critério de resistência da áxia tensão noral (oulob), para o carregaento indicado, pede-se deterinar o coeficiente de segurança para o conjunto das duas vigas ostradas, fabricadas e aço 1045. ados dos perfis S (vide verso) Propriedades do aço 1045: = GPa; ν = 0,300 σ liite = 680 Pa 3ª Questão: través do critério de resistência da áxia tensão tangencial (Tresca), pede-se diensionar (d) o eixo aciço, e aço 1020, utilizado para transitir ao gerador G, através do sistea de polias ostrado, a potência do otor (6,0 HP) a 1.187 rp. correia é esticada co ua pré-tração de 700N. ditir u coeficiente de segurança = 2,5 para a tensão tangencial adissível e u ângulo de torção áxio de 2,0º/etro de eixo. =280 G 260 São dadas as propriedades ecânicas do aço 1020: G = 80 GPa; σ liite = 250 Pa (ensaio de tração) 41
NIVRSI FRL FLINNS PRTNTO NGNHRI IVIL RSISTÊNI OS TRIIS XI - ngenharia ecânica Prof. Paplona 1ª PROV 19 de abril de 5 - ÇO 1020 = 208 GPa G = 80,0 GPa σ esc = 250Pa F 2,5 2,4 P = 480kN solda 0,60 W 840 x 176 G W 610 x101 2 a.qstão: viga está fixada (por soldage) à viga FG e apoiada na. s três vigas são de aço 1020. tilizando o critério da áxia tensão noral (oulob), deterinar o coeficiente de segurança do conjunto das três vigas e relação ao escoaento. 2,5 W 360 x 79 ancal 3ª QSTÃO: a caixa redutora esqueatizada utiliza engrenagens de dentes retos (ângulo de ação ) sendo o eixo interediário apoiado e dois ancais de rolaento. iensionar tal eixo interediário utilizando o critério da áxia tensão tangencial (Tresca) aditindo que será confeccionado e aço 1020, co u coeficiente de segurança ao escoaento c = 1,60. 400 32 dentes 3 ixo interediário R = 540 4 2 1 192 dentes 400 R= 90 ancal V 3600 rp 42
NIVRSI FRL FLINNS PRTNTO NGNHRI IVIL RSISTÊNI OS TRIIS XI - ngenharia ecânica Prof. Paplona 1ª avaliação (pré-prova) e 13 de setebro de 5-09-09 2ª QSTÃO (3 pontos) O otor de 10 V gira a 3.600 rp, acionando o utilizador através do eixo aciço de 17 de diâetro, por eio da engrenage de dentes retos (ϕ = ) e da polia (co correia plana de pernas paralelas pré-tracionadas a 400N) confore ostra a figura. alcular o coeficiente de segurança do eixo segundo: a)(2p) o critério da áxia tensão tangencial (Tresca); b)(1p) o critério da áxia energia de distorção (von ises). = d = 17 = = 4,50 3,0 0,50 55,8kN 2,0 3ª QSTÃO (3 pontos) Selecionar os dois perfis I (tabela no verso) adequados para a ontage das duas vigas de 5 esqueatizadas, levando e conta o critério da aior tensão noral (oulob), co u coeficiente de segurança = 2,0, considerando o estado duplo de tensões, co a presença da tensão cisalhante devida à força cortante. Nas questões propostas considerar as seguintes propriedades para os ateriais: σ escoaento = 250 Pa; = 210GPa; ν = 0,30 5,0 4,535 0,465 13,6kN 3ª QSTÃO (3 pontos) Selecionar os dois perfis I (tabela no verso) adequados para a ontage das duas vigas de 5 esqueatizadas, levando e conta o critério da aior tensão noral (oulob), co u coeficiente de segurança = 2,0 (±0,1), considerando o estado duplo de tensões, co a presença da tensão cisalhante devida à força cortante. 43
2ª QSTÃO (3 pontos) O otor de 15 V gira a 3.000 rp, acionando o utilizador através do eixo aciço de 16 de diâetro, por eio da roda dentada (co corrente de pernas perpendiculares pré-tracionadas a 400N) confore ostra a figura. Os apoios e não transite oentos fletores. alcular o coeficiente de segurança do eixo segundo: a)(2p) o critério da áxia tensão tangencial (Tresca); b)(1p) o critério da áxia energia de distorção (von ises). d = 16 = P P 1,0 2,0 1,0 0,4 0,4 W 460 x 52 Área ltura esa la I W 6650 450 152x10,8 7,6 212 942 2 2 10 6 4 10 3 3 3ª QSTÃO: (3,0p) O otor, de 20,0 V, girando a 3600 rp, aciona o utilizador através de ua transissão por u par de engrenagens de dentes retos ( e redução de 3:1 ângulo de ataque ), u eixo aciço, de seção circular, e aço 1020 (σ escoaento =250 Pa), biapoiado e e e, e ua polia de 400 de diâetro, e, co correia plana de pernadas paralelas, pré-tracionadas co 500 N. onsiderando o estado duplo de tensões, pede-se diensionar o eixo utilizando o critério da áxia tensão tangencial (Tresca), aditindo u coeficiente de segurança 1,7. 45 dentes 2 a.qstão: (3,0p) viga, de aço 1045 (σ escoaento = 325Pa) é u perfil de abas largas W460 x 52 (características geoétricas indicadas na tabela), sendo apoiada e e e, e subetida às cargas ostradas (dois carros de peso P, apoiados sobre a viga por rodas). eterinar o valor adissível para o peso P de cada carro, abos sobre a viga, considerando o critério da áxia tensão noral (oulob), para u coeficiente de segurança 2,6 e levando e conta o estado duplo de tensões nos pontos críticos das seções críticas da viga. R = 90 = 400 15 dentes 44
2ª QSTÃO (3 pontos) O otor de 15 HP gira a 2.400 rp, acionando o utilizador através do eixo aciço de 5/8 in de diâetro, por eio da polia (=, co correia de pernas pré-tracionadas a 300N) confore ostra a figura. Os apoios e não transite oentos fletores. stiar o coeficiente de segurança do eixo (fabricado e aço 1020) segundo: a)(2p) o critério da áxia tensão tangencial (Tresca); b)(1p) o critério da áxia energia de distorção (von ises). Nota: 1 HP = 746 W ~ 1 in = 25,4 = 15º 15º d = 5/8 1,00 x P = 64 kn 4,50 2,00 3ª QSTÃO (3 pontos) carga P = 64 kn passeia sobre a viga, (apoiada e sobre a viga ) (abas perfis I de aço 1020 padrão S310 x 47,3), desde a posição x = 0,10 até x = 5,40, confore indicado na figura. stiar o coeficiente de segurança do conjunto das duas vigas, pelo critério da áxia tensão noral. (Sugestão: analise as posições críticas para P e x = 2,25 e x = 5,40) 2,00 Nas questões propostas considerar coo propriedades para o aço 1020: σ escoaento = 250 Pa = 208 GPa; G = 80,0 GPa 45