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MAPA – PROJETO MECÂNICO - 51/2023
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
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) 99668 - 6495
(43) 98816 - 5388
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 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 fim de 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 DE
ESTUDO
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 de
fluidos
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 de
fissuras
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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  • 1. MAPA – PROJETO MECÂNICO - 51/2023 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 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) 99668 - 6495 (43) 98816 - 5388
  • 2. 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 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.
  • 3. 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 fim de 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:
  • 4. CAMPO DE ESTUDO 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 de fluidos 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 de fissuras 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.