Ficha 01 · Materiais, tensão, deformação e coeficiente de segurança

Exercício 1 · Classes de materiais e propriedades

Um fornecedor entrega uma chapa e diz apenas "é aço". Explica porque essa informação não chega para dimensionar uma peça, e indica pelo menos três propriedades mecânicas que precisas de saber antes de calcular seja o que for.

Exercício 2 · Tensão normal numa barra tracionada

Uma barra retangular maciça de aço S235, com secção 25 mm × 12 mm, é tracionada por uma força de 40 000 N. Calcula a área da secção e a tensão normal.

Exercício 3 · Coeficiente de segurança: verifica ou não?

Para a barra do exercício anterior (σ = 133,3 MPa, S235 com Re = 235 MPa), calcula o coeficiente de segurança e decide se a barra verifica, sabendo que o n mínimo exigido para este tipo de elemento estrutural é 2,0. Se não verificar, propõe uma nova secção que verifique e confirma com a conta.

Exercício 4 · Tensão, deformação e módulo de Young

A mesma barra redimensionada (25 mm × 18 mm, σ₂ = 88,9 MPa), com comprimento inicial L₀ = 1500 mm e E = 210 000 MPa (aço), sofre que alongamento?

Exercício 5 · Tensão equivalente num veio

Um veio de aço S235 está sujeito, num ponto da superfície, a σ = 60 MPa de flexão e τ = 35 MPa de torção, em simultâneo. Calcula a tensão equivalente pelo critério de von Mises e o coeficiente de segurança, sabendo que o n mínimo para este elemento é 2,0.

Exercício 6 · Diagrama de esforços numa viga simplesmente apoiada

Uma viga simplesmente apoiada, com vão L = 2400 mm, recebe uma carga concentrada P = 6000 N a meio-vão. Calcula as reações nos apoios e o momento fletor máximo.

Exercício 7 · Dimensionamento à flexão

Para a viga do exercício 6 (M_máx = 3 600 000 N·mm), testa uma secção retangular maciça em aço S235 (Re = 235 MPa), com b = 40 mm e h = 90 mm. Calcula a tensão de flexão e o coeficiente de segurança, sabendo que o n mínimo exigido é 2,0.