Questão 3: Sobre o uso de correntes soldadas em sistemas de elevação, assinale a alternativa correta:
A) Correntes soldadas devem ser utilizadas em tambores com diâmetro inferior a 10 vezes o diâmetro da corrente para garantir maior resistência.
B) As tensões reais em correntes soldadas são facilmente determinadas por meio de cálculos analíticos.
C) Correntes soldadas são recomendadas para máquinas de alta capacidade e alta velocidade de elevação.
D) Para aumentar a vida útil das correntes soldadas, recomenda-se o uso de polias com diâmetro superior a 20 vezes o diâmetro da corrente.
A) Correntes soldadas devem ser utilizadas em tambores com diâmetro inferior a 10 vezes o diâmetro da corrente para garantir maior resistência.
B) As tensões reais em correntes soldadas são facilmente determinadas por meio de cálculos analíticos.
C) Correntes soldadas são recomendadas para máquinas de alta capacidade e alta velocidade de elevação.
D) Para aumentar a vida útil das correntes soldadas, recomenda-se o uso de polias com diâmetro superior a 20 vezes o diâmetro da corrente.
Passo 1
O enunciado pede que eu assinale a alternativa correta entre quatro opções (A, B, C, D) sobre o uso de correntes soldadas em sistemas de elevação. As alternativas dadas são:
A) Correntes soldadas devem ser utilizadas em tambores com diâmetro inferior a vezes o diâmetro da corrente para garantir maior resistência.
B) As tensões reais em correntes soldadas são facilmente determinadas por meio de cálculos analíticos.
C) Correntes soldadas são recomendadas para máquinas de alta capacidade e alta velocidade de elevação.
D) Para aumentar a vida útil das correntes soldadas, recomenda-se o uso de polias com diâmetro superior a vezes o diâmetro da corrente.
A) Correntes soldadas devem ser utilizadas em tambores com diâmetro inferior a
B) As tensões reais em correntes soldadas são facilmente determinadas por meio de cálculos analíticos.
C) Correntes soldadas são recomendadas para máquinas de alta capacidade e alta velocidade de elevação.
D) Para aumentar a vida útil das correntes soldadas, recomenda-se o uso de polias com diâmetro superior a
Não há outras informações numéricas no enunciado além dos fatores multiplicativos (
e
) relativos à razão entre o diâmetro do tambor/polia e o diâmetro da corrente. O objetivo é justificar qual dessas quatro afirmações é a correta.
Passo 2
Conceitos básicos necessários (explicação didática e intuitiva):
- Quando uma corrente (ou cabo) passa sobre um tambor ou polia, cada elos/segmentos são submetidos a flexão local cada vez que curvam sobre a superfície do tambor/polia. A curvatura provoca esforços de fadiga nas partes mais solicitadas da corrente (normalmente na área do elo ou na solda).
- Curvatura e tensão: a curvatura da cadeia ao contornar a polia tem raio
(metade do diâmetro do tambor/polia). A curvatura é . Para materiais elásticos, uma aproximação da tensão de flexão local é proporcional à curvatura:
onde
é o módulo de elasticidade do material e
é a distância do ponto considerado ao eixo neutro do elo. O importante aqui: quanto menor
(ou seja, quanto menor o tambor em relação ao diâmetro da corrente), maior a curvatura
e maior a tensão de flexão localizada.
- Fadiga: componentes sujeitos a ciclos repetidos de flexão (como elos de corrente passantes por polias) falham por fadiga mais rapidamente quando as tensões de flexão são maiores. Soldas são locais com concentrações de tensão e, portanto, mais sensíveis à fadiga.
- Regra prática (regra de bolso): em engenharia de elevação costuma-se exigir que o diâmetro do tambor/polia seja suficientemente maior que o diâmetro do cabo/elo para reduzir a curvatura e a fadiga. Valores típicos mencionados em normas e literatura técnica variam conforme o tipo de elemento (cabos, correntes, elos soldados), mas a ideia é: quanto maior a razão
(diâmetro da polia sobre diâmetro do elo/corrente ), menor a solicitação de fadiga por flexão.
Passo 3
Analisando a alternativa A:
A afirma que correntes soldadas devem ser usadas em tambores com diâmetro inferior a vezes o diâmetro da corrente para garantir maior resistência.
A afirma que correntes soldadas devem ser usadas em tambores com diâmetro inferior a
- Pela explicação do Passo 2, tambores muito pequenos (ou seja, com razão
pequena) aumentam a curvatura e, portanto, aumentam as tensões de flexão e o risco de fadiga — exatamente o oposto de “garantir maior resistência”. - Logo, a frase é contraditória com a física do problema: tambores menores reduzem a vida útil, não aumentam.
Portanto, a alternativa A é falsa.
Passo 4
Analisando a alternativa B:
B afirma que as tensões reais em correntes soldadas são facilmente determinadas por cálculos analíticos.
B afirma que as tensões reais em correntes soldadas são facilmente determinadas por cálculos analíticos.
- Na prática, a distribuição de tensões reais em um elo soldado enquanto passa por uma polia envolve geometria complexa do elo, contatos locais, interação entre elos, efeitos dinâmicos (acelerações, impacto, vibração), concentração de tensões na solda e possíveis imperfeições. Tudo isso torna uma solução analítica simplificada pouco precisa.
- Normalmente usa-se combinação de métodos: regras empíricas, testes experimentais, ensaios de fadiga e simulações numéricas (por exemplo, elementos finitos) para estimar as tensões reais e a vida à fadiga.
- Dizer que são “facilmente determinadas por cálculos analíticos” é enganoso e incorreto.
Portanto, a alternativa B é falsa.
Passo 5
Analisando a alternativa C:
C afirma que correntes soldadas são recomendadas para máquinas de alta capacidade e alta velocidade de elevação.
C afirma que correntes soldadas são recomendadas para máquinas de alta capacidade e alta velocidade de elevação.
- Correntes soldadas têm soldas que atuam como concentradores de tensão; em regimes de alta velocidade e alta carga as solicitações dinâmicas e os ciclos de fadiga aumentam. Para aplicações de alta capacidade/velocidade costuma-se preferir soluções com melhor comportamento à fadiga (por exemplo, correntes de roletes adequadas, correntes com tratamentos térmicos adequados, elos forjados ou cabos com especificação apropriada), e há cuidado especial no dimensionamento e na seleção do diâmetro de polia/tambor.
- Em geral, correntes soldadas são menos recomendadas em aplicações onde há grande número de ciclos de flexão sob altas cargas/velocidades, justamente por serem mais vulneráveis à fadiga nas soldas.
Portanto, a alternativa C é falsa.
Passo 6
Analisando a alternativa D:
D afirma que, para aumentar a vida útil das correntes soldadas, recomenda-se o uso de polias com diâmetro superior a vezes o diâmetro da corrente.
D afirma que, para aumentar a vida útil das correntes soldadas, recomenda-se o uso de polias com diâmetro superior a
- Isso está alinhado com o princípio físico: aumentar
aumenta , reduz a curvatura e, consequentemente, reduz as tensões de flexão e o dano por fadiga nos elos e nas soldas. - A razão numérica “maior que
” é uma regra prática plausível e compatível com recomendações genéricas (normas e manuais de engenharia frequentemente sugerem grandes razões para reduzir desgaste e fadiga; valores como a são comuns como regra de bolso dependendo do tipo de elemento). Como o enunciado dá exatamente “superior a vezes” como recomendação para aumentar vida útil, isso está consistente com a lógica apresentada. - Em suma, D expressa a ideia correta: aumentar o diâmetro da polia (razão
grande) reduz a solicitação de fadiga e aumenta a vida útil da corrente soldada.
Portanto, a alternativa D é a correta.
Passo 7
Resumo do raciocínio (pequeno reforço para decorar na prova):
- Menor tambor → maior curvatura
→ maiores tensões de flexão → menor vida à fadiga. Então não use tambores pequenos para correntes soldadas. - Tensões reais em elos soldados são complexas (contato, geometria, dinâmica) → não se obtêm “facilmente” por cálculo analítico simples.
- Correntes soldadas não são a primeira escolha para aplicações de alta capacidade/alta velocidade por conta da fadiga nas soldas.
- Aumentar
(por exemplo ) reduz curvatura e fadiga → vida útil aumenta.
Resposta
D