Questões de Concursos Projeto e Análise Estrutural

Uma caixa é sustentada por quatro cabos em paralelo, os quais encontram-se conectados ao teto e a caixa diretamente. Considere que os cabos são todos iguais e podem ser considerados flexíveis, com módulo de elasticidade E e seção reta de área A.

Assinale a opção que indica a rigidez equivalente desse sistema de cabos.

Uma equipe de engenheiros aeroespaciais está projetando uma asa de aeronave para um novo modelo de avião. Eles decidiram usar o método de elementos finitos (MEF) para analisar o comportamento estrutural da asa sob diferentes condições de carga, como durante manobras de voo, turbulências atmosféricas e aterrissagens.

Nesse processo, assinale a alternativa que indica a função do passo de pré-processamento na aplicação do MEF.

Na indústria aeroespacial, prioriza-se a otimização de veículos e estruturas para combinar leveza e resistência sem sacrificar segurança ou integridade estrutural. Placas, cascas e chapas são estruturas fundamentais nesse setor, destacando-se por ter espessura muito menor em relação ao comprimento e à largura, conferindo-lhes propriedades mecânicas ideais para aplicações aeroespaciais.

Dado esse contexto, analise as afirmativas a seguir.

I. Chapas são peças planas, nas quais os carregamentos são supostamente contidos nesse plano. São empregadas em revestimentos e componentes menores que necessitam de resistência e leveza, como painéis de acesso e revestimentos internos.
II. Cascas são estruturas planas, nas quais carregamentos são supostamente perpendiculares a esse plano, gerando flexão e cisalhamento. São utilizadas em áreas que requerem grande rigidez e resistência a cargas, tais como como as asas de aeronaves e painéis de controle.
III. Placas são peças estruturais que não são necessariamente planas, nas quais os carregamentos podem ser tanto tangenciais como normais à superfície da casca. São empregadas em componentes que precisam resistir a cargas distribuídas de maneira complexa, como fuselagens de aeronave.

Está correto o que se afirma em

Considere uma viga cuja área da seção reta varia ao longo do seu comprimento de acordo com a seguinte equação:

A(x) = (2L−x)²,0 ≤x≤L.

Admita ainda que a viga é feita de um material com módulo de elasticidade E, está submetida a um carregamento axial P e possui uma extremidade engastada (x=0).

O deslocamento (δ) de um ponto localizado na sua extremidade livre é dado por

Na indústria aeroespacial, a segurança e a eficiência dos veículos espaciais são de importância crítica, demandando materiais que suportam condições extremas, desde o lançamento até a reentrada na atmosfera terrestre. Nesse cenário, engenheiros aeroespaciais recorrem aos ensaios de impacto para avaliar a resistência e a tenacidade de materiais usados na construção de aeronaves e satélites.

A respeito de ensaios de impacto Charpy e Izod, analise as afirmativas a seguir.

I. A diferença entre eles é que no Charpy o corpo de prova é posicionado na vertical e o golpe é desferido no mesmo lado do entalhe e no Izod o corpo de prova é posicionado na horizontal, e o golpe é desferido na face oposta ao entalhe.
II. O resultado destes ensaios é representado pela medida da energia absorvida pelo corpo de prova durante a fratura.
III. Quanto maior a altura atingida pelo martelo após o impacto, mais energia o corpo de prova terá absorvido, indicando maior tenacidade do material.

Está correto o que se afirma em

Um engenheiro estrutural está realizando uma análise de elementos finitos em uma ponte suspensa recém-construída para garantir sua segurança e estabilidade. Durante a análise, ele observa as propriedades das matrizes de massa e de rigidez dos elementos e do sistema como um todo. Sobre este assunto, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) A matriz de massa do sistema é sempre definida positivamente.
( ) A matriz de rigidez do sistema é sempre definida positivamente.
( ) A matriz de massa do sistema é sempre singular, a menos que as condições de contorno sejam incorporadas.
( ) A matriz de rigidez do sistema é sempre singular, a menos que as condições de contorno sejam incorporadas.

As afirmativas são, respectivamente,

Considerando-se vigas em flexão pura, algumas premissas cinemáticas básicas são adotadas para o desenvolvimento da análise deste fenômeno.

Acerca das diversas hipóteses assumidas na teoria de vigas em flexão, analise as afirmativas a seguir.

I. A posição da linha neutra é definida através do equilíbrio de forças e momentos gerados pelo campo de tensão.
II. Existe sempre um eixo neutro, que não se deforma, sendo este eixo coincidente com o centroide das seções transversais.
III. Independentemente do comportamento tensão versus deformação do material da viga, é assumido que a deformação ao longo da seção varia de forma linear.

Está correto o que se afirma em

Um elemento está submetido a um estado uniaxial de tensão de tração (σ_y =σ_z = 0) comσ_x = 100 MPa. Além disso, o elemento foi submetido a um aumento de temperatura de 100° C.

Considerando que o módulo de elasticidade é E = 200 GPa e o coeficiente de dilatação linear éα = 25 × 10⁻⁶ °C⁻¹, a deformação∈_x desse elemento, é

Considere uma viga de comprimento L, módulo de elasticidade E, momento de inércia da seção transversal I, engastada em apenas uma extremidade e submetida a uma carga perpendicular P na outra extremidade.

Assinale a opção que indica a deflexão máxima dessa viga.

Como engenheiro, é importante conhecer as propriedades dos materiais, de modo a garantir a durabilidade e qualidade dos projetos, o que é feito muitas vezes por meios de testes mecânicos.

Sobre este assunto, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) Testes de tração revelam informações essenciais sobre a resistência dos materiais, permitindo-lhes avaliar se os materiais podem resistir a tensões operacionais sem sofrer mudanças estruturais permanentes.
( ) Testes de fadiga são utilizados para avaliar a durabilidade dos materiais, indicando o nível de tensão que leva à falha do material após repetidas aplicações de carga ao longo de um número específico de ciclos.
( ) As rupturas resultantes de torções assemelham-se às provocadas por trações, visto que ambas as situações culminam em uma diminuição quase equivalente de área.
( ) A resposta de um metal ao ser comprimido, dentro do limite elástico, em termos de elasticidade, é semelhante à sua resposta sob tensão de tração. Com isso, um único tipo de ensaio é suficiente para a obtenção de diversos parâmetros.

As afirmativas são, respectivamente,

Na modelagem de um componente com utilização de elementos finitos, verificou-se que existe simetria na geometria e no carregamento. Surgiu, então, a ideia de se realizar o modelamento de apenas metade do componente. Sabe-se, porém, que este processo apresenta peculiaridades.

Assinale a opção que incorre em considerações imprecisas a respeito do assunto.

Considere uma viga, com seção transversal quadrada de lado L. Em uma determinada seção, a viga está sujeita a um esforço cortante V. A máxima tensão de cisalhamento para a viga em questão é

A máxima tensão de cisalhamento para a viga em questão é

O comportamento de um material ao ser submetido a um carregamento é de extrema importância para o levantamento das suas propriedades. Um exemplo é a relação entre tensãodeformação, podendo ser obtida experimentalmente por meio de ensaios de tração.

Relacione os tipos de materiais às respectivas descrições dos seus diagramas tensão-deformação.

1. Elástico Linear
2. Elástico Perfeitamente Plástico
3. Elástico com endurecimento linear
4. Perfeitamente Plástico
( ) a tensão é constante para qualquer que seja a deformação.
( ) a relação entre tensão e deformação é linear para qualquer nível de tensão.
( ) o diagrama é composto por duas retas com inclinações diferentes e não nulas.
( ) para pequenas deformações o material apresenta relação linear entre tensão e deformação, porém após uma determinada deformação a tensão passa a ser constante.

Assinale a opção que apresenta a relação correta, segundo a ordem apresentada.

Os osciladores harmônicos quando submetidos a forçamentos harmônicos, em regime permanente, respondem com mesma frequência da excitação. Porém, a amplitude depende intimamente da relação entre a frequência natural do sistema (w_n) e a frequência do forçamento (w).

Com relação à resposta de osciladores harmônicos a forçamentos também harmônicos, a razão de amplificação da excitação forçada

Considere um material isotrópico, com comportamento linear elástico perfeito, submetido a um estado triaxial de tensões, cujas tensões principais são: σ₁=σ₂=σ₃=10 MPa.

Sabe-se ainda que os módulos de elasticidade longitudinal e transversal do material são, respectivamente, E=300 GPa e G= 125 GPa.

A energia de deformação por unidade de volume (U_o), em J, é

Considerando as reações internas e as tensões que atuam em uma seção de um elemento sujeito a carregamentos variados, assinale a afirmativa correta.

Uma massa M =100 kg está acoplada a um eixo vertical por meio de uma haste, com seção circular de raio R = 5 cm e comprimento L =π m. Esse eixo rotaciona ao redor do próprio eixo com velocidade angular w, fazendo com que a massa se desloque sobre um plano horizontal e sem atrito.

Sabendo que a tensão máxima que a haste pode suportar é de σ_adm = 100 MPa, a velocidade angular máxima da haste, em rad/s, é

Em um projeto de uma estrutura aeroespacial, a atenção à distribuição de tensões é crucial para garantir a integridade estrutural durante operações extremas, como lançamento, reentrada na atmosfera e manobras em órbita.

Uma das principais preocupações é o projeto de componentes que evitam a concentração de tensões, que podem levar a falhas prematuras. Dado este contexto, as geometrias mais propensas a causar concentração de tensão em uma peça estrutural são

Uma empresa da área aeroespacial está desenvolvendo um novo tipo de aeronave que apresenta uma fuselagem inovadora. Para otimizar o design estrutural da fuselagem e garantir sua resistência e segurança, a equipe de engenharia decidiu utilizar o Método dos Elementos Finitos (MEF). Porém, ficou em dúvida se utilizaria elementos finitos de baixa ordem ou de alta ordem.

Considerando as peculiaridades de um projeto de fuselagem, assinale a opção que indica a(s) principal(is) desvantagem(ens) dos elementos finitos de baixa ordem em comparação com os de alta ordem.

Na análise de elementos finitos, os conceitos de deslocamento e deformação são fundamentais e desempenham papéis diferentes na descrição do comportamento de materiais e estruturas sob carga.

Sobre tais conceitos, analise as afirmativas a seguir.

I. Deformações em uma estrutura modelada por elementos finitos são sempre contínuos dentro de um elemento e entre elementos adjacentes.
II. Deslocamentos são sempre contínuos entre elementos finitos, especialmente em locais com concentração de tensões ou em interfaces entre materiais diferentes.
III. Ambos deslocamentos e deformações podem ser descontínuos dentro de um único elemento finito ou entre elementos adjacentes, como ocorre em áreas com altos gradientes de tensão.

Está correto o que se afirma em