Modos de Falha Deformacao Fluencia e Fadiga - Lista de Exercicios Resolvidos

1 Defina cada um dos modos básicos de falha estrutural 2 Defina deformação elástica e plástica Apresente a principal diferença entre esses dois tipos de deformação 3 Defina o fenômeno da fluência 4 Defina material frágil e dúctil 5 Defina o fenômeno da fadiga O que são respectivamente fadiga de baixo e alto ciclo Defina fator de intensidade de tensão 6 Um componente de engenharia é feito de nitreto de silício Si3N4 conforme descrito na tabela abaixo O ponto mais severamente carregado está submetido ao seguinte estado de tensõesσx125 σy15τxy25 e σzτyzτzx0 MPa Determine o fator de segurança contra fratura Em um componente de engenharia feito de ferro fundido cinzento o ponto mais severamente carregado está submetido ao seguinte estado de tensõesσx50σy80τxy20 e σzτyzτzx0 MPa Determine o fator de segurança contra fratura O material tem uma resistência à tração de 214 MPa e uma resistência à compressão de 770 MPa 8 Em um componente de engenharia feito de liga de alumínio 7075T6 o ponto mais severamente carregado está submetido ao seguinte estado de tensõesσx100σy140σz60τxy80 e τyzτzx0 MPa Determine o fator de segurança contra o escoamento pelo a critério de máxima tensão cisalhante e b critério de tensão de cisalhamento octaédrica 9 Os valores das deformações medidas na superfície de um componente feito de liga de titânio Ti6Al4V solubilizada e envelhecida conforme tabela abaixo sãoɛx3800106ɛy160106 e γxy720106 Assuma que não tenha ocorrido escoamento e que também nenhuma carga é aplicada diretamente à superfície de forma que σzτyzτzx0 Qual é o fator de segurança contra o escoamento 10 Um extensômetro de roseta como na figura abaixo é fixado à superfície deum componente feito de liga de alumínio 7075T6 Assuma que não tenha ocorrido escoamento e que também nenhuma carga seja aplicada diretamente à superfície de modo que σzτyzτzx0 As deformações obtidas foramɛx1200106ɛy650106 e ɛ451900106 Qual é o fator de segurança contra o escoamento 11Um tubo circular deve suportar uma carga axial de 60 kN em tração e um torque de 1 kNm Ele é feito em liga de alumínio 7075T6 e tem um diâmetro interior de 46 mmaQual é o fator de segurança contra o escoamento se a espessura da parede for de 25 mm b Para a situação em a qual seria o valor da espessura com o mesmo diâmetro interno necessário para obter um fator de segurança contra o escoamento de 20 12 Um tubo de parede fina com extremidades fechadas tem um diâmetro interno de 40 mm e uma espessura de parede de 25 mm Ele contém uma pressão de 10 MPa e está sujeito a um torque de 3000 Nm a Qual é o fator de segurança contra o escoamento se o material do tubo for aço estrutural ASTM A514T1 b Este projeto é adequado Se não sugira uma opção de material 13Um tubo de parede espessa com extremidades fechadas tem raios interno e externo de 25 e 35 mm respectivamente Ele contém uma pressão interna de 25 MPa e está submetido também a um torque de 80 kNm O tubo é feito de liga de alumínio 7075 T6 e é requisitado um fator de segurança contra o escoamento de 2 a Qual é o fator de segurança contra o escoamento Este valor atende ao valor necessário b Assuma que o raio interno seja fixo e igual ao valor dado Qual seria o valor ajustado do raio externo necessário para satisfazer exatamente o fator de segurança solicitado 14Uma barra cilíndrica maciça da liga de alumínio 2024T4 vai ser submetida a um ciclo de serviço que consiste no seguinte espectro de cargas axiais completamente alternadas primeiro 50 KN durante 1200 ciclos em seguida 31 KN durante 37000 ciclos finalmente 40 KN durante 4300 ciclos A Qual o diâmetro da barra necessário para que a mesma sobreviva exatamente a 50 blocos do espectro de carregamento apresentado antes que uma falha de fadiga ocorra B Qual o modo predominante de falha se o diâmetro da barra encontrado no item A for dividido por 2 Fundamente sua resposta Dados do alumínio 2024T4 σu476 MPa σy303 MPa Curva SN σm0 A839MPa e B0102 15Uma placa plana fina de 150 mm de largura contém uma trinca central de 50 mm de comprimento Qual a máxima tensão que pode ser aplicada à placa sem que ocorra falha Qual o maior comprimento de trinca que a placa pode ter quando submetida a uma tensão remota de 140 MPa sem apresentar falha σo250 MPa KIC 60 MPam12