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MAPA – PROJETO MECANICO - 53/2023
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
(43) 99668 - 6495
A S S E S S O R I A A C A D Ê M I C A
A C A D Ê M I C A
(43) 98816 - 5388
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. Baseando-se nas informações anteriores e no seu conhecimento
adquirido, responda às seguintes questões: 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 fimde 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 ESTUDO DE 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 fluidos de 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 fissurasde 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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Solução para redução da dureza e aumento da ductilidade em aço

  • 1. MAPA – PROJETO MECANICO - 53/2023 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 (43) 99668 - 6495 A S S E S S O R I A A C A D Ê M I C A A C A D Ê M I C A (43) 98816 - 5388
  • 2. 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. Baseando-se nas informações anteriores e no seu conhecimento adquirido, responda às seguintes questões: 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 fimde 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 ESTUDO DE 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 fluidos de 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 fissurasde 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.