FRATURA DO MATERIAL

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1
 Questão
	
	Em algumas situações, como a verificada na figura a seguir, materiais reconhecidamente dúcteis apresentam fratura frágil. Isto ocorre em função da incapacidade da rede atômica em responder plasticamente ao campo de tensões que rapidamente se estabelece, ou seja, a rede cristalina não possui o tempo necessário para se movimentar e assim gerar a deformação.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a uma afirmação correta.
		
	
	Em laboratório, esta temperatura de transição dúctil-frágil é determinada através do ensaio de Charpy.
	 
	Esse tipo de fratura é facilitada pelo campo de deformação plástica que geralmente caracteriza as deformações em baixas temperaturas.
	
	Em laboratório, utilizamos o ensaio de Charpy para determinar parâmetros associados a esse tipo de fratura.
	
	Um parâmetro importante no estudo da fratura a altas taxas de deformação é a temperatura de transição dúctil-frágil.
	
	No estudo desse tipo de fratura é importante saber até que temperatura a estrutura é capaz de absorver energia de deformação sem se fraturar catastroficamente.
	Respondido em 18/10/2021 12:25:16
	
Explicação:
À baixas temperaturas, há dificuldade de de movimentação da estrutura atômica do matarial, o que não contribui para deformação plástica.
	
	 
		2
 Questão
	
	Os materiais estruturais são projetados para funcionar no regime de deformação elástica, ou seja, cessado o estímulo da deformação, o corpo retorna às suas dimensões originais, previstas no projeto. Quando um componente estrutural passa a apresentar deformação plástica (aquela que não desaparece com o cessar do estímulo), provavelmente perdeu suas características dimensionais necessárias ao funcionamento de uma estrutura maior no qual se encontra inserido, como mostrado na figura a seguir.
 
 
 
 
 
 
 
 
Com relação ao exposto e considerando a figura anterior, determine qual o tipo de fratura provavelmente exemplificada.
		
	 
	Fratura por sobrecarga.
	
	Fratura devido a altas taxas de deformação.
	
	Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos.
	
	Fratura por ressonância magnética.
	
	Fratura por fadiga.
	Respondido em 18/10/2021 12:25:22
	
Explicação:
Ao ser submetido a uma sobrecarga (carga além daquela prevista em projeto) o componente estrutural passa a apresentar deformação plástica, perdendo suas características estruturais e consequentemente sua forma original, como mostrado na figura.
	
	 
		3
 Questão
	
	Todos os materiais apresentam frequências naturais de vibração quando solicitados externamente. Um caso famoso se refere a ponte sobre o Estreito de Tacoma, mostrado na figura a seguir, em Washington nos Estados Unidos, em novembro de 1940, quando ventos com velocidade média de 70km/h provocaram modos de vibração longitudinais (ao logo da ponte) e modos de vibração torsionais, que resultaram na ruptura da ponte.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a uma afirmação correta.
		
	
	O fenômeno da ressonância mecânica ocorre quando o estímulo externo ocorre na mesma frequência natural de vibração do material
	
	A fratura devido a ressonância ocorre quando o corpo apresenta amplitudes de vibração cada vez maiores quando solicitado.
	
	No fenômeno da ressonância, podemos considerar que os corpos oscilantes assumem amplitude máxima quando submetidos a determinadas frequências.
	
	Considerando apenas fenômeno da ressonância, uma tropa de soldados pode atravessar uma ponte caminhando normalmente (sem cadência) sem problemas de eventuais fraturas.
	 
	Na prevenção do fenômeno da ressonância, devemos considerar que os esforços cíclicos atuantes sobre uma estrutura devem reproduzir as frequências naturais dessa estrutura.
	Respondido em 18/10/2021 12:25:26
	
Explicação:
Frase correta: "Na prevenção do fenômeno da ressonância, devemos considerar que os esforços cíclicos atuantes sobre uma estrutura NÃO devem reproduzir as frequências naturais dessa estrutura", pois se isso ocorrer, a amplitude de vibração da estrutura se torna cada vez maior até que a mesma se rompe.
	
	 
		4
 Questão
	
	O engenheiro projetista, assim como outros profissionais que se dedicam ao projeto de componentes mecânicos, deve possuir noções qualitativas e quantitativas das causas e dos tipos de fratura nos materiais.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a um tipo de fratura.
		
	
	Fratura devido a altas taxas de deformação.
	
	Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos.
	
	Fratura por fluência.
	 
	Fratura por fragilização por hidrogênio molecular.
	
	Fratura por ressonância mecânica.
	Respondido em 18/10/2021 12:25:30
	
Explicação:
A fratura ocorre devido a presença de hidrogênio atômico, H, e não hidrogênio molecular, H2.
	
	 
		5
 Questão
	
	É responsabilidade do engenheiro projetista se assegurar que o componente idealizado não sofra falhas que resultem em fraturas e que trabalhe dentro das tolerâncias de variações dimensionais determinadas no projeto. Para tanto, é necessário que este profissional conheça os diversos tipos de fratura e suas causas.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a um tipo de fratura.
		
	 
	Fratura por ressonância magnética.
	
	Fratura por fadiga.
	
	Fratura devido a altas taxas de deformação.
	
	Fratura por sobrecarga.
	
	Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos
	Respondido em 18/10/2021 12:25:34
	
Explicação:
Existe a fratura por ressonância, que é um fenômeno mecânico e não magnético.
	
	 
		6
 Questão
	
	Um ensaio muito comum na avaliação de propriedades mecânicas é o ensaio uniaxial de tração em um corpo de provas (CP). Nesse ensaio, um gráfico tensão versus deformação é gerado. Genericamente, esse gráfico apresenta as regiões elástica e plástica. As deformações não permanentes ocorridas em um corpo são denominadas:
		
	
	Deformações viscosas
	
	Deformações transientes
	
	Deformações estacionárias
	
	Deformações plásticas
	 
	Deformações elásticas
	
	
	A fratura frágil apresenta superfície de fratura relativamente plana, sem deformação plástica apreciável. Em alguns metais, podemos observar as assinaladas na figura a seguir.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que apresenta o termo comumente utilizado na literatura específica para descrevê-la.
		
	
	Marcas plásticas.
	
	Marcas elásticas.
	
	Marcas de ondulatórias.
	 
	Marcas de sargento.
	
	Marcas de fratura.
	Respondido em 18/10/2021 12:25:52
	
Explicação:
As marcas são denominadas marcas de sargento, uma vez que se assemelham a divisas de sargento, graduação militar.
	
	 
		2
 Questão
	
	Considerando a figura a seguir, que descreve as fases de um corpo que sofreu deformação plástica, identifique-as corretamente.
		
	
	Cisalhamento da superfície, estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios e fratura.
	
	Nucleação de vazios, estricção, coalescimento de vazios, cisalhamento da superfície e fratura.
	
	Coalescimento de vazios, nucleação de vazios, estricção, cisalhamento da superfície e fratura.
	 
	Estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios, cisalhamento da superfície e fratura.
	
	Fratura, estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios e cisalhamento da superfície.
	Respondido em 18/10/2021 12:25:57
	
Explicação:
Esta sequência é a que normalmente os materiais dúcteis apresentam em um ensaio de deformação uniaxial.
	
	 
		3
 Questão
	
	Em algumas situações em que ocorre a interação entre elementos envolvidos na composição do material, ocorre a fragilização do contorno de grão, criando um caminho preferencial para trincas. Considerando o exposto, qual o tipo de fratura mais adequada para ser associada ao contexto?
		
	
	Supergranular.
	 
	Intergranular.
	
	Hipergranular.
	
	Hipogranular.
	
	Transgranular.Respondido em 18/10/2021 12:26:01
	
Explicação:
Como mencionado no enunciado, há a fragilização do contorno de grão do material, contexto em que essa mesma região é o caminho mais provável de rompimento de ligações, uma vez que oferece menor resistência.
	
	 
		4
 Questão
	
	Do ponto de vista microscópico, os materiais frágeis e cristalinos podem apresentar fraturas como consequência do rompimento de ligações atômicas em determinados planos, como mostrado na figura oriunda de Microscopia Eletrônica de Varredura - MEV a seguir.
Considerando os aspectos cristalográficos, identifique qual opção apresenta a denominação CORRETA do tipo de fratura.
		
	
	Transcristalina.
	
	Interzonal.
	
	Transzonal.
	
	Transgranular.
	 
	Intergranular.
	Respondido em 18/10/2021 12:26:05
	
Explicação:
Este tipo de fratura ocorre através do contorno de grão, região que se mostra fragilizada em alguns materiais, originando a fratura intergranular.
	
	 
		5
 Questão
	
	Em alguns ensaios de tração, conseguimos identificar superfícies de fratura características, como as mostradas na figura a seguir.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que melhor se adéqua a descrição das superfícies visualizadas.
		
	 
	Taça-cone.
	
	Cone-poliedro.
	
	Copo-panela.
	
	Cano-copo.
	
	Côncavo-convexo.
	Respondido em 18/10/2021 12:26:08
	
Explicação:
A denominação consagrada pela literatura específica é "taça-cone" em consequência da similaridade das superfícies de fratura com estes objetos.
	
	 
		6
 Questão
	
	Existem basicamente dois tipos de fratura, a dúctil e a frágil. O primeiro tipo se caracteriza pela dissipação de energia utilizada no processo na forma de deformação plástica, enquanto o segundo tipo apresenta deformação plástica praticamente nula. Na figura a seguir, existem dois corpos de prova, sendo que um deles apresenta uma deformação característica (indicada pela seta), cuja denominação correta encontra-se em um dos itens a seguir. 
Identifique o item mencionado anteriormente.
		
	
	Entroncamento.
	
	Empernamento.
	
	Afinamento.
	 
	Empescoçamento.
	
	Encolhimento.
	Respondido em 18/10/2021 12:26:14
	
Explicação:
O termo correto é empescoçamento ou estricção.
	Em uma placa de dimensões infinitas quando comparada ao tamanho dos defeitos, é aplicada uma tensão de 310 MPa. Atravessando esta placa, existe um furo elíptico, funcionando como um concentrador de tensões. Supondo que o fator de concentração seja de 3,1, determine aproximadamente a maior tensão que ocorre nas proximidades do furo.
		
	
	10,0 MPa
	 
	960,0 MPa
	
	150,0 MPa
	
	125,0 MPa
	
	625,0 MPa
	Respondido em 18/10/2021 12:26:54
	
Explicação:
Kt = σ máx / σmédia --> 3,1 = σ máx / 310 --> σ máx = 3,1 x 310 = 960 MPa aproximadamente.
	
	 
		2
 Questão
	
	O fator de concentração de tensões (Kt) associado a alguma descontinuidade é função da geometria desta. Nas situações reais de engenharia, via de regra, muitas destas descontinuidades não apresentam geometria simples. Desta forma, algumas aproximações para tais descontinuidades são feitas, supondo estas como elementos geométricos conhecidos.
Entre as opções a seguir, indique aquela que indica uma forma geométrica geralmente aceita para representar uma descontinuidade.
		
	
	Losango.
	
	Triângulo.
	
	Quadrado.
	 
	Elípse.
	
	Retângulo.
	Respondido em 18/10/2021 12:26:57
	
Explicação:
As formas geométricas comumente utilizadas para este fim são círculos e elípses.
	
	 
		3
 Questão
	
	Considere um corpo submetido a um ensaio de tração tal que a tensão normal média seja de 100 MPa. Se existe um pequeno furo circular neste corpo, funcionando como um concentrador de tensões e, supondo que o fator de concentração seja de 2,5, determine a maior tensão que ocorre nas proximidades do furo.
		
	
	40,0 MPa.
	
	125,0 MPa.
	 
	250,0 MPa.
	
	625,0 MPa.
	
	150,0 MPa.
	Respondido em 18/10/2021 12:26:59
	
Explicação:
Kt = σ máx / σmédia --> 2,5 = σ máx / 100 --> σ máx = 2,5 x 100 = 250 MPa
	
	 
		4
 Questão
	
	Os corpos podem apresentar descontinuidades que elevam a tensão em sua proximidades. São os fatores de concentração (Kt), como por exemplo, um entalhe na superfície. O fator de concentração é calculado como:
		
	
	A razão entre a tensão média e a tensão máxima.
	
	A razão entre a tensão máxima e a tensão mínima.
	
	A razão entre a tensão média e a tensão mínima.
	 
	A razão entre a tensão máxima e a tensão média.
	
	A razão entre a tensão mínima e a tensão máxima.
	Respondido em 18/10/2021 12:27:04
	
Explicação:
Definição de fator de concentração
	
	 
		5
 Questão
	
	A abordagem aceitável no dimensionamento de um projeto consiste em determinar o fator de concentração de tensões (Kt > 1) associado a alguma descontinuidade geométrica. Este valor, multiplicado pela tensão nominal, indica o nível de tensões efetivo na região de descontinuidade. O fator de concentração de tensões é uma recurso quantitativo associado à segurança, que poderá ser utilizado pelo projetista.
Com relação a este fator, PODEMOS afirmar:
		
	
	0 < Kt < 1
	
	Kt = 1
	
	Kt < -1
	
	0 < Kt < 0,5
	 
	Kt > 1
	Respondido em 18/10/2021 12:27:08
	
Explicação:
Como Kt é um fator que indica o efeito amplificador do detalhe concentrador de tensões, tem-se que o mesmo é maior que 1, pois se fosse menor que 1, não representaria aumento de tensão.
	
	 
		6
 Questão
	
	As descontinuidades ou mudanças bruscas na seção existente em um elemento estrutural provocam uma redistribuição do campo de tensões e deformações nas suas proximidades em que as linhas do campo de tensão são mais densas nas proximidades da descontinuidade. Neste contexto, é definido o fator de concentração de tensões (Kt), que é um número adimensional, ou seja, sem unidade, e que é dado pela razão entre as tensões. Considerando as opções a seguir, identifique qual representa CORRETAMENTE o Kt.
		
	
	Kt = σ variável / σmédia
	 
	Kt = σ máx / σmédia
	
	Kt = σ média / σvariável
	
	Kt = σmédia / σ máx 
	
	Kt = σ min / σmédia
	Respondido em 18/10/2021 12:27:12
	
Explicação:
O Kt representa um fator indica a multiplificação da tensão média por um número maior que 1, uma vez que nas proximidades do concentrador temos uma tensão maior que em outras partes do material. A expressão matemática desse parâmetro é Kt = σ máx / σmédia.
	
	
	A Mecânica da Fratura Elasto-plástica considera que o campo de deformação plástico na ponta da trinca não é desprezível (deformação plástica predominante) e promove efetivamente deformação plástica. A expressão anterior, apresentada por Alan A. Griffith σc=√((2Eγs)/πa) é modificada, assumindo a forma: σc=√((2E(γs+γP))/πa).
Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja associação está INCORRETA:
		
	
	γP: é a energia associada à deformação plástica.
	
	γs: é o módulo de energia de superfície específica.
	
	E: módulo de elasticidade.
	 
	σc: é a tensão crítica necessária a para a nucleação de uma trinca em um material.
	
	a: é a metade do comprimento de uma trinca interna.
	Respondido em 18/10/2021 12:27:24
	
Explicação:
π: é a constante "pi", cujo valor aproximado é 3,1415..., sem nenhuma relação com o tipo de fratura.
	
	 
		2
 Questão
	
	A Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) assume como premissa para desenvolver seu modelo teórico que as deformações que ocorrem na ponta de um defeito básico de um material (neste contexto o defeito considerado é uma trinca de ponta aguda) seguem essencialmente o padrão elástico. A teoria que conduz a Mecânica Linear da Fratura pode ser introduzida a partir da expressão a seguir, apresentada por Alan A. Griffith:
σc=(2Eγs / πa)1/2
Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja associação está INCORRETA:
		
	 
	 π: constante relacionada ao tipo de fratura.
	
	σc: é a tensão crítica necessária a parapropagação de uma trinca em um material.
	
	E: módulo de elasticidade.
	
	γs: é o módulo de energia de superfície específica. 
	
	a: é a metade do comprimento de uma trinca interna.
	Respondido em 18/10/2021 12:27:29
	
Explicação:
π: é a constante "pi", cujo valor aproximado é 3,1415..., sem nenhuma relação com o tipo de fratura.
	
	 
		3
 Questão
	
	(DNIT 2006 - Fundação José Pelúcio Ferreira (FJPF) ) O processo de fratura de um metal dúctil pressupõe que, antes que a trinca se propague, ocorra uma deformação plástica localizada em sua vizinhança, que é denominada a zona plástica na ponta da trinca. O termo CTOD, que é a abreviatura da expressão inglesa crack tip opening displacement, representa:
		
	
	A condição elastoplástica posterior da integral J nos campos de tensão-deformacão em uma trinca;
	
	O trabalho produzido pelas forças externas aplicadas no corpo de prova entalhado;
	
	A distância entre duas trincas semi-elípticas em um metal com comportamento elastoplástico.
	
	A distância entre duas trincas consecutivas e elípticas em um metal com comportamento linear elástico;
	 
	A distância entre as duas superfícies de uma trinca, medida na ponta da trinca;
	Respondido em 18/10/2021 12:27:33
	
Explicação:
LETRA D - CTOD
	
	 
		4
 Questão
	
	(ENADE 2008) A existência de fratura frágil em materiais dúcteis gerou a necessidade de se compreender melhor os mecanismos de fratura. As pesquisas permitiram a quantificação das relações existentes entre as propriedades dos materiais, o nível de tensão, a presença de defeitos geradores de trincas e os mecanismos de sua propagação. Os projetistas podem, dessa forma, antecipar e prevenir falhas estruturais. Tendo por base os princípios da mecânica da fratura, utilizada na análise de falhas de amostras ensaiadas de forma controlada, assinale a opção correta.
		
	
	A tenacidade à fratura, por ser uma propriedade intrínseca do material, é independente da temperatura, taxa de deformação e microestrutura.
	
	O fator de concentração de tensão é a medida da resistência de um material à fratura frágil quando uma trinca está presente, e está relacionado ao comprimento da trinca e à tensão aplicada.
	 
	Denomina-se tenacidade à fratura o valor crítico do fator de intensidade de tensão para o qual ocorre uma extensão da trinca.
	
	Os valores de tenacidade à fratura são maiores nos materiais frágeis que nos materiais dúcteis.
	
	A condição de deformação plana na análise de mecânica da fratura é encontrada em placas finas, em que a direção de deformação zero é paralela à superfície da placa.
	Respondido em 18/10/2021 12:27:37
	
Explicação:
Definição.
	
	 
		5
 Questão
	
	É amplamente aceito que a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica é essencial para a análise e escolha de aços de médio e baixo carbono.
Entre as opções a seguir, escolha a que MELHOR se adequa a esta afirmação.
		
	
	Isto ocorre em consequência da corrosão que acompanha os aços de baixo e médio carbono.
	
	Isto ocorre em consequência das corriqueiras fraturas frágeis presentes nestes aços.
	 
	Isto ocorre em consequência da presença de deformação plástica nos processos de fratura destes aços.
	
	Isto ocorre em consequência da alta fragilidade destes aços.
	
	Isto ocorre em consequência da deformação essencialmente elástica destes materiais.
	Respondido em 18/10/2021 12:27:42
	
Explicação:
De uma forma simples, podemos considerar que quanto maior o teor de carbono de um aço, menor será a sua ductilidade.
	
	 
		6
 Questão
	
	Após os fatores de segurança de um projeto serem considerados, se estabeleceu que uma chapa de aço de grandes dimensões (infinita em comparação com os defeitos presentes), fabricada com KIC =60 MPa.m1/2 com limite a escoamento (deformação plástica) igual a 500 MPa (a chapa não deve ser solicitada acima deste limite). Sabendo-se que os defeitos máximos de fabricação da chapa alcançam 0,5mm no máximo, determine a tensão crítica para propagação da trinca.
		
	
	750 MPa aprox.
	
	1.000 MPa aprox.
	
	600 MPa aprox.
	
	3.000 MPa aprox.
	 
	1.500 MPa aprox.
	Respondido em 18/10/2021 12:27:48
	
Explicação:
Considerando a expressão KIC=Yσ_c.√πa, tem-se que tensão crítica é dada por: σc=KIC/(Y√πa) Substituindo-se os valores do enunciado σc=KIC/(Y√πa)=60/(1.√(π.0,0005))=1.500MPa aprox.
	As estrias de fadiga constituem uma ocorrência só observada com auxílio de microscopia eletrônica, MEV ou MET. Cada estria indica o quanto a trinca se propagou durante a rotina de trabalho do componete mecâncico.
Marque a opção CORRETA.
 
		
	
	As estrias são uma consequência de esforços hiperestáticos.
	
	As estrias são uma consequência de esforços não dinâmicos.
	
	As estrias são uma consequência de processos naturais de envelhecimento do material.
	
	As estrias são uma consequência de esforços em um único sentido.
	 
	As estrias são uma consequência de esforços cíclicos.
	Respondido em 18/10/2021 12:28:02
	
Explicação:
Cada estria representa um ciclo de propagação da trinca, ou seja, a distância entre as estrias indica o quanto a trinca se propagou em um ciclo completo das tensões aplicadas.
	
	 
		2
 Questão
	
	As fraturas por fadiga se iniciam em trincas internas ou superficiais, que por sua vez podem se iniciar em concentradores de tensão microscópicos (inferiores a 0,04cm) ou macroscópicos, ou mesmo terem surgido durante os processos de fabricação e de manufatura. Portanto, a trinca é o elemento essencial neste fenômeno, que pode ser segmentado em três estágios, entre os quais PODEMOS citar:
		
	
	Deslizamento da trinca.
	
	Interrupção da trinca.
	 
	Início da trinca.
	
	Sumidouro da trinca.
	
	Estancamento da trinca.
	Respondido em 18/10/2021 12:28:08
	
Explicação:
As três etapas envolvendo o fenômeno da fratura por fadiga são: início da trinca, propagação da trinca e fratura do material.
	
	 
		3
 Questão
	
	Geralmente, a trinca surge em um detalhe do material que representa um concentrador de tensões, o que pode ser representado por uma falha de fabricação ou manufatura, uma inclusão natural do material, como exemplificado no desenho esquemático a seguir.
Identifique a opção que fornece CORRETAMENTE E EM SEQUÊNCIA DE OCORRÊNCIA as etapas do fenômeno da fratura por fadiga.
		
	
	Concentrador de tensões, propagação inicial da trinca, propagação da trinca, fratura do material.
	 
	Concentrador de tensões, iniciação da trinca, propagação da trinca, fratura do material.
	
	Concentrador de tensões, propagação da trinca, iniciação da trinca, fratura do material.
	
	Concentrador de tensões, propagação da trinca, iniciação da trinca fratura do material.
	
	Concentrador de tensões, fratura do material, iniciação da trinca, propagação da trinca.
	Respondido em 18/10/2021 12:28:12
	
Explicação:
.
	
	 
		4
 Questão
	
	Na Engenharia, muitas falhas ocorrem devido a fraturas de algum componente do sistema. Analisando a morfologia da fratura é possível fazer algumas afirmações acerca do tipo de fratura ocorrida. Quando existem as denominadas "marcas de praia", a fratura associada é denominada:
		
	
	Fratura por fragilização do hidrogênio
	
	Fratura por ressonância
	
	Fratura por impacto
	
	Fratura por fluência
	 
	Fratura por fadiga
	Respondido em 18/10/2021 12:28:16
	
Explicação:
Morfologia da fratura por fadiga
	
	 
		5
 Questão
	
	Um ramo muito fascinante da Engenharia é a análise de falhas em que o engenheiro consegue apontar suas possíveis causas. Muitos componentes na Engenharia falham devido ao fenômeno da fadiga. É uma característica presente nos corpos que fraturam por fadiga:
		
	
	Estarem submetidos a ambientes corrosivos.
	
	Estarem submetidos a temperaturas elevadas.
	
	Estarem submetidos a tensões estáticas.
	
	Estarem submetidos a temperaturas baixas.
	 
	Estarem submetidos a tensões cíclicas.
	Respondido em 18/10/2021 12:28:21Explicação:
 A fadiga caracteriza-se pelo carregamento cíclico
	
	 
		6
 Questão
	
	A falha por fadiga é muito presente na Engenharia e, por isso, deve ser considerada durante a fase de projeto e dimensionamento de algum componente. Em qual dos componentes abaixo é menos provável uma falha por fadiga:
		
	
	Tubos pressurizados
	
	Vaso de pressão
	
	Eixos de transmissão de rotação.
	
	Asa de um avião monomotor
	 
	Coluna de um prédio urbano
	Respondido em 18/10/2021 12:28:25
	
Explicação:
Não está sujeita a tensões cíclicas
	
	
	Alguns estudos mostram que cerca de 90% das falhas ocorrem por fadiga do material. Algumas medidas simples podem tornar a vida útil de um componente maior, ou seja, aumentar o número de ciclos que ele suportará antes de romper ou ser substituído. O polimento da superfície é uma dessas medidas que proporciona:
		
	
	A criação de uma microcamada protetora
	 
	A eliminação de pequenas trincas superficiais
	
	A eliminação das primeiras camadas atômicas que, pelo contato com a atmosfera, apresentam suas ligações atômicas "fragilizadas".
	
	A eliminação de trincas internas
	
	A passivação da superfície externa
	Respondido em 18/10/2021 12:29:58
	
Explicação:
Pequenas trincas superficiais podem iniciar o processo
	
	 
		2
 Questão
	
	Analisando historicamente o desenvolvimento do estudo da fadiga, observa-se que a partir da década de 1960, houve uma nova abordagem do fenômeno, valorizando-se dois aspectos: a nucleação da trinca e o crescimento da mesma, sendo este último representado pela expressão a seguir: da/dN=A.∆Km Com relação aos itens seguintes, só NÂO podemos afirmar:
		
	
	"a" está associado ao tamanho da trinca o tamanho.
	
	"N" é o número de ciclos
	
	"m" é um fator exponencial pertencente ao conjunto dos números reais positivos.
	
	"da/dN" é a taxa de crescimento da trinca em função do número de ciclos.
	 
	"A" é a área da seção reta do corpo.
	Respondido em 18/10/2021 12:30:02
	
Explicação:
"A" é uma constante associada ao corpo, porém não é a área da seção reta do mesmo.
	
	 
		3
 Questão
	
	Considerando-se o modelo de Paris e Erdogan para análise do fenômeno da fadiga, assinale a opção CORRETA:
		
	
	No modelo de Paris-Erdogan, podemos identificar quatros estágios, denominados pelos algarismos romanos I, II, III e IV.
	
	No estágio I, ocorrem grandes taxas de crescimento da trinca.
	
	No estágio III, ocorrem taxas de crescimento de trinca superiores à 10-5 m/ciclo, porém não há envolvimento de descontinuidades no processo de crescimento da trinca.
	 
	No estágio II, a deformação na ponta da trinca pode estender-se através dos grãos, conferindo um caráter essencialmente plástico a propagação da trinca.
	
	A expressão de Paris-Erdogan representa muito bem os três estágios da propagação de trinca, servindo como excelente ferramenta de projeto para os engenheiros.
	Respondido em 18/10/2021 12:30:07
	
Explicação:
.
	
	 
		4
 Questão
	
	Durante a propagação da trinca, duas morfologias superficiais surgem em alguns materiais, como mostrado na figura a seguir.
Identifique a opção que fornece denominação CORRETA dessa morfologia.
		
	 
	Marcas de praia.
	
	Marcas de deformação.
	
	Ondulações.
	
	Marcas de fadiga.
	
	Estrias.
	Respondido em 18/10/2021 12:30:13
	
Explicação:
.
	
	 
		5
 Questão
	
	Considerando a figura a seguir, que retrata um ciclo completo de trabalho de uma aeronave (taxiamento na pista, decolagem, deslocamento de cruzeiro, ocorrência de turbulência, aterrissagem e taxiamento final), identifique a fase em que é menos provável a propagação de trincas.
 
		
	 
	Taxiamento na pista.
	
	Deslocamento de cruzeiro.
	
	Aterrissagem.
	
	Decolagem.
	
	Ocorrência de turbulência.
	Respondido em 18/10/2021 12:30:18
	
Explicação:
Durante o taxiamento, o gráfico mostra que existem tensão compressivas (parte negativa do gráfico), estado em que as trincas provavelmente não se propagarão.
	
	 
		6
 Questão
	
	(ENADE 2008)
 
 
 
Durante uma turbulência, um trecho da superfície externa da parte superior da asa de um avião, indicado na figura, estará sujeito a solicitações mecânicas de tração e de compressão na direção ortogonal ao eixo principal da aeronave. Tais solicitações ocasionam fadiga cíclica no elemento de superfície considerado. Considere os três tipos de diagramas de solicitações a seguir (tensão normal × tempo)
 
 
Considerando que a tensão na região indicada na figura seja nula no caso de um voo sem turbulência, qual(is) dos diagramas acima descreveria(m) melhor a situação em um voo sob turbulência?
 
		
	
	B, apenas
	 
	C, apenas
	
	A e B, apenas
	
	B e C, apenas
	
	A, apenas
	Respondido em 18/10/2021 12:30:23
	
Explicação:
Fadiga
	
	 
	
	
		1.
		A temperatura e a tensão influenciam a taxa de deformação no fenômeno da fluência. Para temperaturas significativamente abaixo de 0,4Tf, a taxa de deformação não varia após a deformação inicial, porém o mesmo não ocorre em temperaturas acima deste limite. Analisando o gráfico a seguir, NÃO podemos afirmar:
	
	
	
	A T3 a fluência é mais intensa que a T2.
	
	
	A T3 a fluência é mais intensa que a T1.
	
	
	A T2 a fluência é mais intensa que a T1.
	
	
	A T3 a fluência é máxima.
	
	
	A T2 a fluência é mais intensa que a T3.
	
Explicação:
Quanto maior a temperatura, maior é a intensidade do fenômeno da fluência e tem-se que T3 > T2, logo a fluência é mais intensa em T3.
	
	
	 
	
	
		2.
		Nas "engenharias", existem diversos ensaios que visam determinar as características dos matérias, entre os quais encontram-se o que está representado na figura a seguir. Assinale a opção que identifica o ensaio representado.
	
	
	
	Ensaio de fadiga.
	
	
	Ensaio de flexão.
	
	
	Ensaio de fluência.
	
	
	Ensaio de tração uniaxial a temperatura ambiente.
	
	
	Ensaio de corrosão.
	
Explicação:
O corpo de prova está submetido a tensão e temperatura, o que vai ao encontro do ensaio de fluência.
	
	
	 
	
	
		3.
		Nos vários ramos das Engenharia existe uma faixa de temperatura ampla de utilização dos componentes. Muitas vezes uma estrutura é utilizada a temperaturas ambientes e, em outras, a temperaturas bem elevadas, como no caso de uma turbina de avião. Nessas situações em que o componente fica submetido a elevadas temperaturas e tensões constantes, uma falha típica é denominada:
	
	
	
	Fratura por impacto
	
	
	Fratura por fluência
	
	
	Fratura por fadiga
	
	
	Fratura por ressonância
	
	
	Fratura por fragilização do hidrogênio
	
Explicação:
Definição de fratura por fluência
	
	
	 
	
	
		4.
		Na Ciência dos Materiais, a realização de ensaios que reproduzam condições análogas as de utilização dos componentes é muito comum. No ensaio de fluência, dois aspectos são importantes:
	
	
	
	 Manutenção de força constante sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Aplicação de forças decrescentes sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Aplicação de taxas altas de força sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Aplicação de força crescente sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Manutenção de força constante sobre o CP e redução da temperatura até a transição dúctil - frágil.
	
Explicação:
Condições para o ensaio de fluência
	
	
	 
	
	
		5.
		Com relação aos efeitos da temperatura e da tensão sobre a fluência, NÃO podemos afirmar:
	
	
	
	O aumento da tensão provoca a diminuição da deformação inicial.
	
	
	O aumento da temperatura provoca o aumento da deformação inicial.
	
	
	O aumento da tensão provoca o aumento da taxa de deformação no período de fluência estacionária.O aumento da temperatura provoca o aumento da taxa de deformação no período de fluência estacionária.
	
	
	O aumento da temperatura e da tensão provoca a diminuição do tempo de vida do corpo de prova até a ruptura.
	
Explicação:
O aumento da tensão provoca o aumento da deformação inicial.
	
	
	 
	
	
		6.
		Na maioria das vezes, a obtenção de dados em ensaios normais em laboratório para posterior utilização em projetos de engenharia é de difícil execução, uma vez que para temperaturas em torno da temperatura ambiente, o ensaio pode durar anos. Para minimizar o problema, existem métodos de extrapolação de dados, entre os quais o método de Larson-Miller, que utiliza dados coletados em ensaios realizados a temperaturas superiores às requeridas na prática e tensões compatíveis àquelas a serem utilizadas no projeto de engenharia. O uso de temperaturas mais altas abrevia o ensaio.
O método citado utiliza a expressão a seguir.
m =T (C+logtr)
Considerando os termos dessa expressão, identifique aquele que apresenta identificação INCORRETA.
	
	
	
	T - é a temperatura absoluta de execução do ensaio.
	
	
	tr - é o tempo de ruptura em horas.
	
	
	Log: logaritmo na base "2".
	
	
	C - é uma constante do material (comumente na ordem de 20).
	
	
	m - é o parâmetro de Larson-Miller.
	
Explicação:
Log - significa logaritmo na base "10".
		A composição de eletrodos metálicos e soluções eletrolíticas é denominada de pilha eletrolítica. No caso particular de eletrodos de Fe-Cu, como exemplificado na figura, identifique a o item CORRETO.
	
	
	
	Reação de redução: Cu2+ ⇒ Cu + 2e- (catodo)
	
	
	Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (catodo)
	
	
	Reação de oxidação: Fe + 2e- ⇒ Fe2+ (anodo)
	
	
	Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (anodo)
	
	
	Reação de redução: Cu2+ + 2e-⇒ Cu (anodo)
	
Explicação:
A reação de oxidação tem como característica a perda de elétrons, o que pode ser visto em "Fe ⇒ Fe2+ + 2e- "; e o eletrodo em que isso ocorre é denominado de anodo.
	
	
	 
	
	
		2.
		A série galvânica dos elementos e substâncias descreve a maior ou menor susceptibilidade destes em se comportar como anodo ou catodo . Entre os elementos a seguir, selecione aquele que apresenta MAIOR caráter anódico:
	
	
	
	Ouro.
	
	
	Chumbo.
	
	
	Zinco.
	
	
	Magnésio.
	
	
	Platina.
	
Explicação:
Ananlisando a tabela fornecida, vemos que o "magnésio e suas ligas" ocupa o "topo" da lista dos materiais com comportamento anódico (atentar para o sentido da seta na tabela).
	
	
	 
	
	
		3.
		O aço inoxidável é um material apresenta altos teores de cromo (~11%) em solução sólida, o que permite ao mesmo quando em contato como oxigênio formar uma fina camada de óxido de cromo, tão fina que se torna imperceptível ao olho humano, protegendo-o contra a corrosão. Identifique o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno.
	
	
	
	Corrosão.
	
	
	Passivação.
	
	
	Ativação.
	
	
	Abrasão.
	
	
	Cementação.
	
Explicação:
 O fenômeno recebe o nome de passivação, sugerindo que o material se torna inerte (ou passivo) em relação a corrosão.
	
	
	 
	
	
		4.
		Alguns metais como o cromo, o ferro, o níquel, o titânio e alumínio e suas ligas apresentam a capacidade de criar uma camada de óxido muito fina e aderente, que desempenha o papel de isolar o material da atmosfera oxidante, como mostrado esquematicamente na figura.
Identifique o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno.
	
	
	
	Abrasão.
	
	
	Ativação.
	
	
	Corrosão.
	
	
	Cementação.
	
	
	Passivação.
	
Explicação:
O fenômeno é denominado de passivação, termo que sugere que o corpo se torna passivo em relação a corrosão.
	
	
	 
	
	
		5.
		A corrosão é um processo químico de degradação de um material. Um exemplo típico é a oxidação do ferro ("ferrugem"). Dessa forma, a corrosão é um aspecto importante a ser considerado num projeto. O alumínio é um metal que apresenta a característica de formar um pequeno filme impermeável na superfície (óxido de alumínio) quando em contato com o oxigênio. Esse filme promove uma "selagem" que protege naturalmente o alumínio do processo de corrosão. A esse fenômeno denomina-se:
	
	
	
	Aeração diferencial
	
	
	Galvanização
	
	
	Anodização
	
	
	Catodização
	
	
	Passivação
	
Explicação:
Camada de passivação.
	
	
	 
	
	
		6.
		A corrosão é um processo químico de degradação de um material que pode ser associado às reações químicas de oxidação e de redução. Quanto a essas reações, é correto afirmar que:
	
	
	
	Nas duas reações (oxidação e redução) ocorrem ganhos de elétrons
	
	
	A reação de oxidação pode ocorrer com ganho de elétrons
	
	
	A reação de oxidação ocorre com perda de elétrons
	
	
	A reação de oxidação pode ocorrer com perda de elétrons
	
	
	A reação de redução ocorre com perda de elétrons
	
Explicação:
Definição
		O fenômeno conhecido como fratura assistida pode ser resumido como a ação de fatores mecânicos em conjunto com fatores ambientais, como a corrosão. A seguir são feitas algumas afirmativas.
I - Um componente de uma estrutura antes de ser colocado em operação será tratado termicamente para que ocorra difusão dos átomos de hidrogênio de sua rede cristalina. Essa é uma maneira de minimizar a fratura por fragilização de hidrogênio.
II - Um componente submetido a esforços cíclicos em ambiente corrosivo terá maior probabilidade de falhar por fadiga sob corrosão.
III - A fratura por corrosão sob tensão nunca acontece em aços inoxidáveis.
São verdadeiras:
	
	
	
	Todas
	
	
	Apenas II e III
	
	
	Apenas I e II
	
	
	Apenas I
	
	
	Apenas I e III
	
Explicação:
definições de fratura assistida.
	
	
	 
	
	
		2.
		Existe um tipo de corrosão que afeta as borrachas como o estireno e o nitrilo butadieno entre outros (figura a seguir). Na presença de ozônio, o fenômeno se torna mais intenso, uma vez que este composto afeta as ligações duplas presentes nestes compostos, diminuindo a resistência mecânica dos mesmos.
Identifique a opção que menciona corretamente o tipo de corrosão de que trata o texto anterior:
	
	
	
	Corrosão galvânica.
	
	
	Corrosão sob fadiga.
	
	
	Corrosão sob tensão.
	
	
	Fragilização por hidrogênio.
	
	
	Corrosão-erosão.
	
Explicação:
Fratura típica em material submetido a tensão.
	
	
	 
	
	
		3.
		Considerando o fenômeno da fragilização por hidrogênio, podemos afirmar, com EXCEÇÃO de:
	
	
	
	O hidrogênio molecular H2, assim como hidrogênio atômico, H, provoca o que normalmente denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio".
	
	
	A susceptibilidade dos materiais a este fenômeno é variável. Para aços de altíssima resistência mecânica (1.600 MPa), o hidrogênio presente no ar atmosférico pode gerar significativa diminuição KIEAC.
	
	
	Este tipo de fragilização ocorre quando o hidrogênio atômico encontra-se inserido na rede cristalina do material.
	
	
	Como forma de minimizar o problema causado pelo hidrogênio, pode-se considerar a execução de tratamento térmico que promova a difusão do hidrogênio através da rede cristalina e sua consequente saída do material.
	
	
	As ligas de estrutura atômica cúbica de face centrada (CFC) como os aços inoxidáveis austeníticos, as ligas de alumínio e as ligas de cobre possuem boa resistência a fragilização por hidrogênio.
	
Explicação:
Somente o hidrogênio atômico, H, provoca denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio".
	
	
	 
	
	
		4.
		Com relação ao fenômeno da "fadiga assistida pelo meio ambiente", NÃO podemos afirmar:
	
	
	
	A frequência dos esforços cíclicos influencia a fadiga sob corrosão, pois quanto menor a frequência, maior o tempo em que a trinca ficará submetida a esforços trativos e, portanto, aberta, sendo exposta a atmosfera oxidante.
	
	
	A corrosão por pites cria pequenos orifícios na superfície do material, fazendo o papel de pequenas trincas superficiais.
	
	
	As formas de corrosão desempenhampapel fundamental neste fenômeno, criando concentradores de tensão.
	
	
	Formas de evitar a fadiga sob corrosão conjugam as formas vistas de se evitar o fenômeno da corrosão em conjunto com o fenômeno da fadiga.
	
	
	A fadiga sob corrosão é uma rara ocorrência em peças metálicas que operam em ambientes de atmosfera salina.
	
Explicação:
Em atmosfera salina temos a corrasão como um fenômeno comum; e quando a peça está submetida a esforços cíclicos, temos corrão e fadiga atuando simultaneamente.
	
	
	 
	
	
		5.
		Em relação à fratura por fragilização por hidrogênio, é correto afirmar que:
	
	
	
	Pode ocorrer tanto devido a presença de hidrogênio molecular como do hidrogênio atômico na estrutura cristalina de um metal
	
	
	Ocorre devido a presença de hidrogênio molecular na estrutura cristalina de um metal
	
	
	Ocorre devido a presença de hidrogênio atômico na estrutura cristalina de um metal
	
	
	Todos os materiais apresentam a mesma probabilidade de sofrer fratura por fragilização do hidrogênio
	
	
	O sulfeto de hidrogênio é utilizado para eliminar o hidrogênio da estrutura cristalina de um metal e, assim, mitigar a fragilização por esse elemento.
	
Explicação:
definição
	
	
	 
	
	
		6
		A fratura em um elemento pode ocorrer com a combinação de alguns fatores: os esforços mecânicos e o ambiente. Por exemplo, quando um componente está sujeito a tensões cíclicas e, simultaneamente a um ambiente corrosivo, a fratura por fadiga é potencializada. Essa união de fatores é genericamente denominada:
	
	
	
	fratura múltipla
	
	
	fratura assistida pelo ambiente
	
	
	fratura não linear
	
	
	fratura simples
	
	
	fratura conjugada
	
Explicação:
Fratura assistida pelo meio ambiente quando o meio ambiente é um dos fatores (corrosão ou fragilização por hidrogênio)
		Considere que num projeto, determinado componente ficará sujeito em sua seção crítica à tensão média de 120 MPa. Suponha que exista um vazio tal que o efeito multiplicador da tensão seja de 1,8. O material a ser utilizado terá tensão de escoamento igual a Y. Indique a opção em que o valor de Y NÃO estará adequado para evitar falhas na operação do componente.
	
	
	
	400 MPa
	
	
	280 MPa
	
	
	180 MPa
	
	
	350 MPa
	
	
	240 MPa
	
Explicação:
Tensão de escoamento deverá ser menor que a tensão máxima.
	
	
	 
	
	
		2.
		Na seleção de materiais que envolvem esforços cíclicos, utilizamos:
	
	
	
	A expressão da/dN.
	
	
	A tenacidade a fratura.
	
	
	Os gráficos de concentradores de tensão.
	
	
	A tenacidade a fratura crítica.
	
	
	A expressão de Larson-Miller.
	
Explicação:
A expressão da/dN nos fornece uma relação entre propagação da trinca e o número de ciclos e é típica do estudo da fadiga.
	
	
	 
	
	
		3.
		A fratura por corrosão sob tensão é facilmente observada em estruturas submetidas a cargas em ambientes corrosivos. Até mesmo materiais relativamente inertes e com boa ductilidade quando submetidos a estas condições apresentam pequenas trincas, que se propagam e resultam em fraturas frágeis, o que geralmente não ocorria se o material não fosse submetido a tamanha severidade corrosiva.
Escolha CORRETAMENTE uma forma usual (sem descaracterizar a sua aplicação) de diminuir a ação sobre o material descrita anteriormente.
	
	
	
	Utilização de um material nobre que sofrerá corrosão preferencialmente.
	
	
	Utilização de catodo de sacrifício.
	
	
	Não exposição do material a ambientes corrosivos.
	
	
	Não submissão do material a tensões.
	
	
	Utilização de anodo de sacrifício.
	
Explicação:
Uma solução usual (sem descaracterizar a sua aplicação) de diminuir a ação sobre o material descrita anteriormente é a utilização de anodos de sacrifício, pois se retirarmos o material de atmosfera corrosiva ou deixarmos de aplicar tensões, poderemos estar descaracterizando a aplicação para o qual o material foi projetado. No caso da opção que menciona ¿catodo de sacrífico¿, o mesmo não é utilizado, muito menos materiais nobres sofrem corrosão preferencialmente.
	
	
	 
	
	
		4.
		A tensão média que atuará na seção crítica de um componente é de 180 MPa. Suponha que exista um vazio tal que o efeito multiplicador da tensão seja de 2,0. O material a ser utilizado para confecção do componente terá tensão de escoamento igual a X. Indique a opção em que o valor de X estará adequado para não ocorrer falhas na operação do componente.
 
	
	
	
	180 MPa
	
	
	200 MPa
	
	
	350 MPa
	
	
	280 MPa
	
	
	400 MPa
	
Explicação:
Tensão de escoamento deverá ser maior que a tensão máxima.
	
	
	 
	
	
		5.
		Na seleção de materiais que envolvem tensão e temperatura, utilizamos:
	
	
	
	A expressão da/dN.
	
	
	A expressão de Larson-Miller.
	
	
	A tenacidade a fratura crítica.
	
	
	Os gráficos de concentradores de tensão.
	
	
	A tenacidade a fratura.
	
Explicação:
A expressão de Larson-Miller é uma forma de prever a vida útil de um material submetido a tensão e temperatura.
	
	
	 
	
	
		6.
		Suponha uma peça componente de um sistema mecânico submetida ao esforço normal trativo. A tensão média na seção crítica é de 180 MPa. Suponha que exista um vazio tal que o efeito multiplicador da tensão seja de 1,8. Sendo assim, a tensão máxima atuante nesse componente, sob as condições iniciais apresentadas é de:
	
	
	
	300 MPa
	
	
	180 MPa
	
	
	181,8 MPa
	
	
	100 MPa
	
	
	324 MPa
	
Explicação:
Basta multiplicar a tensão média pelo fator multiplicativo.