Exercícios Cap. 8 Falha Qual a tensão máxima na extremidade de uma trinca que possui um raio de curvatura de 2,5x10 -4 mm e um comprimento de trinca.

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1 Exercícios Cap. 8 Falha

2 8.3 - Qual a tensão máxima na extremidade de uma trinca que possui um raio de curvatura de 2,5x10 -4 mm e um comprimento de trinca de 2,5x10 -2 mm quando uma tensão de tração de 170 MPa é aplicada?

3 8.14 Um corpo-de-prova de aço ABNT/SAE 4340, que possui um tenacidade à fratura em deformação plana ( K I C) de 45 MPa.m 1/2, está exposto a uma tensão de 1000 MPa. Dizer se este corpo-de-prova irá fraturar devido a uma trinca na superfície deste com 0,75 mm de comprimento. Por quê? Admita o parâmetro Y igual 1.0.

4 8.16 - Uma peça de avião fabricada a partir de uma liga de alumínio que possui K I C = 40 MPa.m 1/2 e que a fratura desta ocorre em nível de tensão de 365 MPa quando o comprimento máximo de uma trinca interna é de 2,5 mm. Para essa mesma peça, calcule o nível de tensão no qual a fratura irá ocorrer para um comprimento crítico de trinca interna de 4.0 mm.

5 8.17 – Um componente estrutural na forma de chapa com 10 mm de espessura, fabricado em aço ABNT/SAE 4340, possui dois diferentes tratamentos térmicos e consequentemente propriedades mecânicas diferentes. Material 1 -  e = 860 MPa e K I C = 98,9 MPa.m 1/2 Material 2 -  e = 1515 MPa e K I C = 60,4 MPa. m 1/2 a)Para cada material determine se a condição plana de deformação prevalece. b)Determine o tamanho crítico de defeito (a c ) para o Material 2 utilizando uma tensão igual a  e /2. Assuma Y = 1,0.

6 8.25) Um ensaio de fadiga foi conduzido onde a tensão média era de 50 MPa e a amplitude de tensão era de 225 MPa. a)Calcule os níveis de tensão máximo e mínimo b)Calcule a razão de tensão (fator R). c)Calcule a magnitude do intervalo de tensões.

7 8.26 Uma barra cilíndrica em aço ABNT/SAE 1045 está sujeita a um ciclo repetitivo de tensões de compressão e de tração ao longo do seu eixo. Se a amplitude carga for 22.000 N, compute o diâmetro mínimo permissível da barra que é necessário para assegurar que a falha por fadiga não irá ocorrer. Considere o limite de fadiga igual 310 MPa.

8 8.33) Três corpos de prova de fadiga, idênticos, representados por A, B e C, são fabricados a partir de uma liga não ferrosa. Cada um está sujeito a um dos ciclos de tensão máxima e mínima listados abaixo; as freqüências são as mesmas para todos os três ensaios. Corpo de prova   max (MPa)   min (MPa) A+ 450-350 B+400-300 C+340-340 a)Classifique as vidas em fadiga desses três corpos de prova em ordem decrescente, da mais longa para a mais curta. b)Então justifique essa classificação usando um gráfico esquemático  - N

9 8.d8 – Considere uma grande chapa plana feita a partir de uma liga de titânio, a qual deva ser exposta a ciclos de tensão e compressão alternados com amplitude de tensão de 100 MPa. Se no início o comprimento da maior trinca de superfície nesta amostra é de 0,30 mm e a tenacidade à fratura em deformação plana é de 55 MPa.m 1/2, enquanto os valores de m e A são de 3,0 e 2 x 10 -11, respectivamente, estime a vida em fadiga nesta chapa. Assuma que o parâmetro Y possua um valor de 1,45 e que este seja independente do comprimento da trinca.

10 8.43 - Um corpo de prova com 750 mm de comprimento feito a partir de uma liga ferro-níquel com baixo teor em liga deve ser exposto a uma tensão de tração de 40 MPa a 538 ˚C. Determine o seu alongamento após 5000 h. Assuma que o valor total de ambos os alongamentos por fluência, instantâneo e primário seja de 1,5 mm. 0,15