Lista de exercícios – Molas

Lista de exercícios – Molas

Proj. elemento de Máquinas[pic 1]

1)  Para  a  confecção  de  uma  mola  uma  medida  importante  a  ser  determinada  é  o diâmetro do mandril utilizado para a confecção da mola. Ele tem o papel de permitir que as medidas de diâmetro interno e externo sejam feitas de forma correta. Para o correto dimensionamento duas equações são fundamentais:

Di  = De - 2.d                                       M = (3. Di) / 4

onde:

d    = diâmetro do arame;

Di   = diâmetro interno da mola; De   = diâmetro externo da mola; M   = Mandril

Qual  a  bitola  indicada  para  confeccionar  uma  mola  com  diâmetro  externo  de  28  mm feita a partir de um mandril de 16,5 mm?

2)  A  Energia  Potencial  Elástica  (EPE)  é  a  energia  armazenada   em  uma  mola comprimida ou distendida e pode ser determinada matematicamente pela função:

Onde:

k = é a constante elástica da mola e;

x = é a deformação sofrida pela mola (comprimida ou extendida)

Qual a energia potencial elástica de uma mola de constante elástica k = 400 N/m que é comprimida de 5 cm e a máxima distensão de uma mola de constante elástica k = 100

N/m e que está armazenando uma energia potencial elástica de 2 J?

3) Para entender a Constante elástica de uma mola vamos observar que em uma mola uma força de intensidade F em sua extremidade livre acarretará em uma deformação x ocorrida em seu comprimento dada por x = l - l0. Se duplicarmos a intensidade da força aplicada  à  mola,  sua  deformação  dobrará  pela  conhecida  lei  de  Hooke  dada  pela expressão:

onde:

k é uma constante de proporcionalidade (constante elástica em N/m).

4) Um sistema é montado de modo que uma mola fixa no teto suporta uma carga de 5

N.  Presa  a  essa  carga  existe  outra  mola  também  com  uma  carga  de  5  N  em  sua extremidade  e  o  sistema  está  em  equilíbrio.  As  têm  pesos  desprezíveis  e  cada  uma possui constante elástica k = 50 N/m e comprimento natural (não deformada) de 20 cm. Quais os comprimentos a e b das molas?

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5) Uma mola de compressão feita em aço (G = 8 . 105  kgf/cm2) e que possui 10 espiras por metro suporta uma carga de 150 kg. Considere que o Diâmetro médio da mola é 20 cm (r = 10 cm) e o diâmetro do arame (d) é de 2 cm e que a deformação da mola pode ser encontrada por:

* G = modulo de elasticidade transversal da mola

Determine  a  deformação  por  metro  de  mola  e  calcule  a  tensão  de  cisalhamento.  Se  a tensão de cisalhamento do aço τ = 1200 kgf/cm2 indique o FS utilizado.

6) Qual a variação de comprimento que uma mola de aço (G = 85GPa)  diâmetro médio

= 40mm feita a partir de um arame com   d = 6mm submetida a uma força de 200 kgf sabendo que o número de espiras Na = 5

* 1 GPa = 10197 kgf/cm2

7 )Uma mola helicoidal cilíndrica possui D = 40mm; d = 6mm; Na = 5; G = 85GPa e tadm     =   400MPa.   Determinar   em   milímetros,   considerando   Ks,   a   variação   de comprimento da mola que irá ocorrer com a máxima força que é de 69 kgf esta mola pode suportar.