d) Durante a inspeção de um eixo, você observou que o mesmo apresentava uma trinca e optou por substituí-lo, no entanto você não pode aumentar o diâmetro (6cm) do eixo devido a limitações de espaço do local, mas deve utilizar um coeficiente de segurança de 6. Seu primeiro passo para dimensionar o eixo foi observar a rotação de trabalho do motor (200rpm) e a potência do mesmo (80CV), então você conseguiu encontrar o Torque do motor utilizando a fórmula:
Onde P é a potência do motor (em W), T é o torque (em N.m) e 𝜔 a rotação em (rad/s)
Os fabricantes com que você solicitou orçamento garantem as seguintes propriedades para tensão de cisalhamento no material, e você deve escolher entre um destes:
Tabela 1 - Propriedades do Material
Fonte: Autor, 2024
Para este cálculo você deve utilizar a fórmula para cálculo da tensão máxima de torção:
Onde T é o torque (em N.m), r é o raio (em m) e J é o momento de inércia polar (em m4), que em círculos é calculado de acordo com a seguinte fórmula:
Lembrando que você deve utilizar um coeficiente de segurança de 6, neste caso este fator deve ser considerado no torque do eixo (o torque considerado para o cálculo do aço deverá ser 6 vezes maior que o torque encontrado através da fórmula P=T.𝜔). Qual ou quais aços dentre os que o fabricante fornece são adequados para a situação? Por quê?
