Exercícios Cap. 8 Falha

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?

8.14 Um corpo-de-prova de aço ABNT/SAE 4340, que possui um tenacidade à fratura em deformação plana (KIC) de 45 MPa.m1/2 , 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.

8.16 - Uma peça de avião fabricada a partir de uma liga de alumínio que possui KIC = 40 MPa.m1/2 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.

Material 1 - se = 860 MPa e KIC = 98,9 MPa.m1/2 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 - se = 860 MPa e KIC = 98,9 MPa.m1/2 Material 2 - se = 1515 MPa e KIC = 60,4 MPa. m1/2 Para cada material determine se a condição plana de deformação prevalece. Determine o tamanho crítico de defeito (ac) para o Material 2 utilizando uma tensão igual a se /2. Assuma Y = 1,0.

Calcule os níveis de tensão máximo e mínimo 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. Calcule os níveis de tensão máximo e mínimo Calcule a razão de tensão (fator R). Calcule a magnitude do intervalo de tensões.

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.

8.16 - Uma barra cilíndrica de 6,4 mm de diâmetro fabricada em liga de Al 2014-T6 foi submetida a uma tensão cíclica de +5340N e -5340N. Determine sua Vida de Fadiga (Nf). Assuma que a tensão apresentada na Figura 8.34 seja a amplitude de tensão.

8.17 - Uma barra cilíndrica de 15,2 mm de diâmetro fabricada em liga de Al 2014-T6 (Figura 8.34) foi submetida a uma tensão cíclica de tração-compressão ao longo de seu eixo. Determine as forças máximas e mínimas para uma vida de fadiga de 1.0x108 ciclos. Assuma que a tensão apresentada na Figura 8.34 seja a amplitude de tensão e os dados foram obtidos com uma tensão média de 35MPa.

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 s max (MPa) s min (MPa) A + 450 -350 B +400 -300 C +340 -340 Classifique as vidas em fadiga desses três corpos de prova em ordem decrescente, da mais longa para a mais curta. Então justifique essa classificação usando um gráfico esquemático s - N

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.m1/2 , 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.

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

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