Resolução - Atividade Avaliativa 3 - Elemento de Maquina I

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
Centro de Tecnologia
Curso de Bacharelado em Engenharia Mecânica
Disciplina: Elemento de Maquina I José Pereira Ramos Junior
3a Atividade Avaliativa
1) Constma um diagrama S-N estimado para uma barra de alumínio e defina suas equações. Qual é
a resistência a fadiga corrigida em 2E7 ciclos?
➢O Sut para o alumínio 6061-T6 é 45000 psi. A barra forjada tem diâmetro de 1,5 in. A
temperaturamáxima de operação é de 300 °F. O carregamento aplicado é torção pura.
➢ Considerar um fator de confiabilidade de 99,0%.
➢ Tomar a resistência a fadiga não conigida ein 5E8 ciclos. {Ref. [01]}
7
102Nf
8
105Nf'
psi45000Sut °F300Tmax
Sf = ??
in1,5d %99,0FC
Solução
Sut0,4Sf' ------> 450000,4Sf'
psi18000Sf'
1Ccarreg
0,097
d
0,097
in0,869Ctamanho
0,097
1,50,869Ctamanho
0,8355Ctamanho
0,995
kpsi39,9A
%{ J053_P3R31R4 %}
1 / 7
0,995b
b
SutACsuperf
0,995
4539,9Csuperf
0,9037Csuperf
1Ctemp
0,814Cconf
Sf'CconfCtempCsuperfCtamanhoCcarregSf
psi180000,81410,90370,83551Sf
psi11062,7291Sf
Sut0,90Sm
psi450000,90Sm
psi40500Sm
Tabela 6-5 (Norton, 4ed) para N2 = 5E8 ciclos:
5,699z
log
10 Sf
Sm
z
1b
log
10 psi11062,7291
psi40500
5,699
1b
0,0989b
b3log10 Smlog10 a
psi
b3log10
psi1
Sm
10a
%{ J053_P3R31R4 %}
2 / 7
0,09893log10 40500
10a
psi80192,6994a
b
NfaSN
0,0989
7
102psi80192,6994SN
psi15209,4008SN
%{ J053_P3R31R4 %}
3 / 7
2) Construa um diagrama S-N estimado para uma barra de aço e defina suas equações. Quantos
ciclos de vida podem ser esperados se a tensão alternada é de 250 MPa?
➢ O Sut obtido experimentalmente é 600 MPa. A barra quadrada tem 150 mm de lado e tem
acabamento superficial de laminado a quente. A temperatura máxima de operação é de 500 °C. O
carregamento aplicado é flexão pura alternada.
➢ Considerar um fator de confiabilidade de 99,0%. {Ref. [01]}
MPa250Salt mm150a %99FC
MPa600Sut °C500Tmax
Solução
Sut0,5Se' -----> MPa6000,5Se'
MPa300Se'
1ccarreg
2
a0,05A95
2
mm1500,05A95
----->
2
mm1125A95
0,0766
A95
deq
0,0766
2
mm1125deq
----->
mm121,1886deq
0,097
mm1
deq
1,189Ctamanho
0,097
mm1
mm121,1886
1,189Ctamanho
----->
0,7466Ctamanho
Tabela 6-3 (Norton, 4ed)
57,7A 0,718b
%{ J053_P3R31R4 %}
4 / 7
b
MPa1
Sut
ACsuperf
0,718
MPa1
MPa600
57,7Csuperf
0,5841Csuperf
450Tmax0,00581Ctemp
4505000,00581Ctemp
0,71Ctemp
Tabela 6-4 (Norton, 4ed)
0,814Cconf
Se'CconfCtempCsuperfCtamanhoccarregSe
MPa3000,8140,710,58410,74661Se
MPa75,61Se
Sut0,90Sm -----> MPa6000,90Sm
MPa540Sm
log
10 Se
Sm
3
1b log
10 MPa75,61
MPa540
3
1b
0,284605b
b3log10 Smlog10 a
MPa
b3log10
MPa1
Sm
10a MPa
0,2846053log10
MPa1
MPa540
10a----->
MPa3856,6331a
%{ J053_P3R31R4 %}
5 / 7
b
NasN
MPa
0,284605
NMPa3856,6331sN N
3
10
6
10Ne
6
10NMPa75,61SeSN
Número de ciclos de vida
N
3
10
6
10NMPa
0,284605
NMPa3856,6331MPa250
e
log10 N0,284605log10 3856,6331log10 250
0,284605
log10 250log10 3856,6331
log10 N
4,175149log10 N
4,175149
10N
4
101,4967N Ciclos
%{ J053_P3R31R4 %}
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Referências
[01] PROJETO DE MÁQUINAS 4ª ED. NORTON, MANUAIS, PROJETOS, PESQUISAS DE ENGENHARIA MECÂNICA.
Disponível em:
https://www.docsity.com/pt/projeto-de-maquinas-4a-ed-norton/4905899/.
%{ J053_P3R31R4 %}
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