1- Uma barra retangular de aço carbono com seção retangular de 50x40 mm e comprimento de 1,6 m está submetida a uma carga axial de 150 kN. Considerando que o módulo de elasticidade do aço é 200 GPa, determine a tensão normal no eixo devido à carga aplicada e a deformação axial sofrida pelo eixo.

  

MAPA - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA - 52_2026

QUESTÃO 1

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M.A.P.A. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
Seleção de materiais sujeitos a esforços mecânicos

 

CONTEXTUALIZAÇÃO

 
Durante a disciplina Materiais de Construção Mecânica, conhecemos diversos materiais e vimos diversas possibilidades de aplicações para esses materiais, o que nos possibilita identificar situações em que os materiais estudados são adequados ou não, situações essas que podem envolver a resistência mecânica do material, ductilidade, resistência à corrosão, entre outras.
Nesta atividade, você é o engenheiro responsável pela manutenção de uma indústria e encontrará alguns cenários em que necessitará aplicar os conhecimentos adquiridos nas disciplinas  Ciência dos Materiais e Materiais de Construção Mecânica.

1- Uma barra retangular de aço carbono com seção retangular de 50x40 mm e comprimento de 1,6 m está submetida a uma carga axial de 150 kN. Considerando que o módulo de elasticidade do aço é 200 GPa, determine a tensão normal no eixo devido à carga aplicada e a deformação axial sofrida pelo eixo.

2- Você será responsável pela implantação de um guincho e terá que selecionar o material de fabricação da corrente. Sabendo que a carga máxima que este guincho terá que suportar é de 5 ton, qual seria o diâmetro da corrente, sabendo que você deve utilizar um coeficiente de segurança e que o limite de escoamento do material é de 500 MPa? Neste exercício, você deverá considerar todas as tensões atuantes no material. Considere, para o cálculo da tensão de cisalhamento, que o limite de resistência do material ao cisalhamento é de 60% do limite de resistência à tração. Considere g = 9,8 m/s².


​3) Uma barra cilíndrica que compõe um equipamento está sujeita a um esforço de tração (60 kN). Devido à funcionalidade do equipamento, essa barra não pode se deformar mais que 0,3 mm. Se a barra possui seção circular com 60 mm de diâmetro e 1,5 m de comprimento, qual deve ser o módulo de elasticidade mínimo desse material?

​4) Um eixo de alumínio com diâmetro de 50 mm é submetido a um torque de 500 N·m. Sabendo que o módulo de elasticidade transversal do alumínio é 27 GPa, determine a tensão de cisalhamento máxima no eixo e o ângulo de torção em um comprimento de 1 metro do eixo.

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MAPA - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA - 52_2026

 

MAPA - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA - 52_2026

QUESTÃO 1

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M.A.P.A. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA
Seleção de materiais sujeitos a esforços mecânicos

 

CONTEXTUALIZAÇÃO

 
Durante a disciplina Materiais de Construção Mecânica, conhecemos diversos materiais e vimos diversas possibilidades de aplicações para esses materiais, o que nos possibilita identificar situações em que os materiais estudados são adequados ou não, situações essas que podem envolver a resistência mecânica do material, ductilidade, resistência à corrosão, entre outras.
Nesta atividade, você é o engenheiro responsável pela manutenção de uma indústria e encontrará alguns cenários em que necessitará aplicar os conhecimentos adquiridos nas disciplinas  Ciência dos Materiais e Materiais de Construção Mecânica.

1- Uma barra retangular de aço carbono com seção retangular de 50x40 mm e comprimento de 1,6 m está submetida a uma carga axial de 150 kN. Considerando que o módulo de elasticidade do aço é 200 GPa, determine a tensão normal no eixo devido à carga aplicada e a deformação axial sofrida pelo eixo.

2- Você será responsável pela implantação de um guincho e terá que selecionar o material de fabricação da corrente. Sabendo que a carga máxima que este guincho terá que suportar é de 5 ton, qual seria o diâmetro da corrente, sabendo que você deve utilizar um coeficiente de segurança e que o limite de escoamento do material é de 500 MPa? Neste exercício, você deverá considerar todas as tensões atuantes no material. Considere, para o cálculo da tensão de cisalhamento, que o limite de resistência do material ao cisalhamento é de 60% do limite de resistência à tração. Considere g = 9,8 m/s².


​3) Uma barra cilíndrica que compõe um equipamento está sujeita a um esforço de tração (60 kN). Devido à funcionalidade do equipamento, essa barra não pode se deformar mais que 0,3 mm. Se a barra possui seção circular com 60 mm de diâmetro e 1,5 m de comprimento, qual deve ser o módulo de elasticidade mínimo desse material?

​4) Um eixo de alumínio com diâmetro de 50 mm é submetido a um torque de 500 N·m. Sabendo que o módulo de elasticidade transversal do alumínio é 27 GPa, determine a tensão de cisalhamento máxima no eixo e o ângulo de torção em um comprimento de 1 metro do eixo.

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Por qual motivo os polímeros termoplásticos apresentam maior facilidade de reciclagem quando comparados aos polímeros termofixos?

  

ATIVIDADE 1 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA - 52_2026

QUESTÃO 1

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ATIVIDADE DE ESTUDO 1 – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA

​

EXERCÍCIO 1:
Como se diferenciam o aço carbono e o ferro fundido quanto à composição química e às suas aplicações na construção mecânica?

EXERCÍCIO 2:
Por qual motivo os polímeros termoplásticos apresentam maior facilidade de reciclagem quando comparados aos polímeros termofixos?

EXERCÍCIO 3:
De que forma o aumento da concentração de estanho influencia as propriedades mecânicas do bronze?

EXERCÍCIO 4:
Quais elementos metálicos formam o latão e como a variação na proporção desses componentes afeta sua temperatura de fusão?

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ATIVIDADE 1 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA - 52_2026

 

ATIVIDADE 1 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA - 52_2026

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ATIVIDADE DE ESTUDO 1 – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA

​

EXERCÍCIO 1:
Como se diferenciam o aço carbono e o ferro fundido quanto à composição química e às suas aplicações na construção mecânica?

EXERCÍCIO 2:
Por qual motivo os polímeros termoplásticos apresentam maior facilidade de reciclagem quando comparados aos polímeros termofixos?

EXERCÍCIO 3:
De que forma o aumento da concentração de estanho influencia as propriedades mecânicas do bronze?

EXERCÍCIO 4:
Quais elementos metálicos formam o latão e como a variação na proporção desses componentes afeta sua temperatura de fusão?

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1 – Explique como defeitos de fundição, como porosidade, podem influenciar o desempenho mecânico da peça.

  

MAPA - FUNDIÇÃO E SOLDAGEM - 52_2026

QUESTÃO 1

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M.A.P.A. – FUNDIÇÃO E SOLDAGEM

 

CONTEXTUALIZAÇÃO

 
Você foi contratado como engenheiro de manutenção em uma empresa do setor industrial responsável pela operação de equipamentos de grande porte.
Recentemente, um suporte estrutural metálico apresentou falha prematura após um período relativamente curto de operação. O componente foi originalmente fabricado por fundição e instalado em uma máquina sujeita a vibrações constantes, carregamentos cíclicos (fadiga), variações de temperatura ao longo do tempo e um ambiente industrial relativamente mais agressivo.
 
Após a falha, foi realizada uma análise preliminar que identificou os seguintes pontos:
- Presença de porosidades internas na peça.
- Regiões com concentração de tensões.
- Indícios de propagação de trinca por fadiga.
 
Diante desse cenário, a equipe técnica está avaliando alternativas para corrigir o problema, incluindo o reprojeto da peça fundida, recuperação do componente por soldagem ou a alteração do processo de fabricação inicial.
 
Além disso, foi solicitado um estudo do consumo de material caso seja adotada a recuperação por soldagem.
 
Diante desse contexto, responda às seguintes questões:
 
ETAPA 1
 
1 – Explique como defeitos de fundição, como porosidade, podem influenciar o desempenho mecânico da peça.
2 – Justifique por que a presença de defeitos internos pode favorecer a falha por fadiga.
3 – Explique os principais desafios da recuperação de peças por soldagem.
 
ETAPA 2
 
Considerando o processo de reocupação por soldagem para a recuperação do componente, será necessário realizar um cordão de solda ao longo de uma trinca identificada. Considerando que o comprimento da solda seja de 1,8 metros, que a área média do cordão seja de 45 mm² e que a densidade do material seja de 7,8 g/cm³, calcule o volume do material depositado, em cm³, e a massa de material consumido, em kg.
 
ETAPA 3
 
Com base nas análises realizadas, a recuperação por soldagem é uma solução adequada para esse caso? Ou seria mais recomendável reprojetar a peça e alterar o processo de fabricação? Justifique sua resposta considerando a integridade estrutural, a confiabilidade em fadiga, o risco de acontecer novas falhas e a viabilidade técnica.

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