fadiga 9

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20/09/2023 00:16 Estácio: Alunos
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Exercício por
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A corrosão sob fadiga é uma forma de degradação que pode levar a falhas catastró�cas em muitos sistemas. A
etapa inicial é a nucleação de trincas super�ciais que tem a segunda fase, crescimento da trinca, acelerada por
conta do meio corrosivo, sendo uma  preocupação para o engenheiro. A respeito desse tipo de corrosão, associada
a esforços mecânicos cíclicos, são feitas as seguintes a�rmações.
 
I -   Uma forma usual de proteção contra a corrosão de peças sob carregamentos cíclicos é o revestimento com
películas não metálicas com pó de zinco (cromato de zinco);
II -  A formação de camada super�ciais por meio de  tratamentos termoquímicos, como o de nitretação em aços que
aumenta, simultaneamente, a resistência das peças em relação à corrosão e à fadiga;
III -  No projeto, pequenas alterações podem auxiliar na proteção da peça. A utilização de concentradores de
tensões inibe a nucleação de trincas em outros locais da superfície da peça, diminuindo a probabilidade de falha
por corrosão sob fadiga.
Estão CORRETAS as a�rmativas:
METALOGRAFIA E FADIGA
Lupa  
 
DGT1105_202102505151_TEMAS
Aluno: ADRIANO FERREIRA TERRA Matr.: 202102505151
Disc.: METALOGRAFIA E FAD  2023.3 FLEX (G) / EX
Prezado (a) Aluno(a),
Você fará agora seu EXERCÍCIO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O
mesmo será composto de questões de múltipla escolha.
Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se
familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS.
03669 - FADIGA DOS MATERIAIS
 
1.
I e II, apenas
II, apenas.
III, apenas.
I, apenas.
II e III, apenas
Data Resp.: 20/09/2023 00:14:50
Explicação:
javascript:voltar();
javascript:voltar();
javascript:diminui();
javascript:aumenta();
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As estruturas de engenharia são submetidas a várias situações em que ocorre a degradação, em decorrência da
corrosão. Essa degradação pode estar ou não associada a esforços mecânicos. A �gura a seguir é parte de uma
tubulação metálica em que é ocorreu a corrosão:
Fonte: CALLISTER, W.D., RETHWISCH, D.G. Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. 8a ed. Rio de
Janeiro, LTC, 2016, p. 595.
(Marinha/2017- Adaptada). Quando um metal é submetido a solicitações mecânicas alternadas ou cíclicas pode
ocorrer, em muitos casos, um tipo de fratura denominado fratura por fadiga. Sobre essa fratura, é são feitas as
seguintes a�rmações:
 
I. O mecanismo de fratura sob fadiga pode, no início do processo, estar associado com concentração de tensões nos
locais de entalhes ou pites formados pelo meio corrosivo
II. O aparecimento de profundas escavações no material oriundas da corrosão é característico da corrosão sob
fadiga.
III. A corrosão sob fadiga não é in�uenciada pela frequência das vibrações mecânicas, ao contrário do
comportamento em fadiga.
 
Quais estão corretas?
O fenômeno de corrosão associado à fadiga é uma preocupação do projetista. Existem algumas técnicas para
proteger o componente ou sistema nessa condição (meio corrosivo e carregamento cíclico). É possível aumentar
a resistência à fadiga e à oxidação de peças, com o tratamento termoquímico de nitretação.  Outras técnicas
para a prevenção da corrosão sob fadiga são: a aplicação de revestimentos metálicos super�ciais (zinco ,
estanho, chumbo, cobre e prata) e a utilização de revestimentos orgânicos contendo pigmentos inibidores
(cromato de zinco). Outra técnica utilizada para a atenuação da corrosão sob fadiga é a introdução de tensões
residuais de compressão na superfície da peça. Pequenas alterações no projeto onde são evitados
concentradores de tensões como é o caso de chavetas na superfície, cantos com ângulos retos, etc. podem
retardar a nucleação de trincas super�ciais.
 
2.
Sob fadiga
Sob tensão
Galvânica
Em frestas
Por erosão
Data Resp.: 20/09/2023 00:14:58
Explicação:
Em tubulações que conduzem �uidos com a presença de partículas sólidas pode ocorrer a corrosão por erosão,
principalmente em ¿curvas¿ acentuadas, como por exemplo 900.  A �gura mostra parte de uma curva em que o
impingimento atua como fator para a erosão do metal.
 
3.
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A �gura apresenta duas curvas tensão versus número de ciclos (ou curva de Wöhler). Na primeira, existe um
patamar horizontal a partir de 10.000 ciclos. É o limite de resistência à fadiga. No segundo grá�co esse limite não é
de�nido.
Fonte: GARCIA, A., SPIM, J.A., DOS SANTOS, C.A. Ensaios dos Materiais. 2a ed. RJ, LTC, 2017, p. 223.
As curvas apresentadas estão mais bem relacionadas com que �loso�as de projeto, respectivamente:
(FUNDATEC/2017 -  Adaptada). Analise as seguintes assertivas sobre falha em materiais:
Apenas II.
Apenas I.
Apenas III.
Apenas I e II.
Apenas I e III.
Data Resp.: 20/09/2023 00:15:13
Explicação:
A fratura sob fadiga apresenta três estágios. No primeiro, ocorre a nucleação da trinca na superfície do
componente sob carregamento cíclico. Já o segundo estágio, é caracterizado pelo crescimento da trinca até uma
valor tal que ocorre a falha por fadiga, catastro�camente. Ademais, o ambiente corrosivo contribui, por
exemplo, no aumento da taxa de crescimento da trinca. O acabamento super�cial e a ausência de
concentradores de tensões são bené�cos para o não aparecimento das trincas. Na corrosão sob fadiga, surgem
escavações profundas. A frequência / o período são grandezas inversamente proporcionais e in�uenciam a
corrosão por fadiga. Para pequenas frequências (grandes períodos), a trinca �ca aberta (por ação das tensões
trativas) por mais tempo e, portanto, maior a exposição ao meio corrosivo.
 
4.
In�nita e fail safe
In�nita e �nita
Finita e fail safe
Tolerante ao dano e fail safe.
Finita e in�nita
Data Resp.: 20/09/2023 00:15:20
Explicação:
As curvas apresentadas são denominadas de S-N ou de Wöhler e são respostas ao ensaio de fadiga. A primeira
das curvas é típica de materiais com vida in�nita para fadiga, posto que apresenta um limite de resistência à
fadiga. A segunda curva apresenta um comportamento decrescente, não possuindo um limite. Nessa classe de
materiais de�ne-se um número de ciclos para a vida �nita e determina-se a tensão máxima possível
 
5.
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I. A região de uma superfície de fratura que se formou durante a etapa de propagação de uma trinca pode ser
caracterizada por dois tipos de marcas, denominadas marcas de praia e estrias.
II. Uma medida que pode ser tomada para estender a vida em fadiga é a imposição de tensões residuais de
compressão na superfície por jateamento.
III. Na maioria dos materiais dúcteis, a trinca frequentemente se propaga por clivagem -   quebra de ligações
atômicas ao longo de um plano cristalino especí�co.
Quais estão corretas?
Peças submetidas a carregamento cíclicos devem ser cuidadosamente dimensionadas, devido ao fenômeno da
fadiga que pode levar à falha, mesmo sob tensões menores que a determinada, como máxima, no ensaio de tração.
As �loso�as de projeto para dimensionamento de tais peças são aplicadas, por exemplo, na indústria aeronáutica
em que a utilização de bloqueadores de propagação das trincas é comum.
A �loso�a de projeto que faz uso dos bloqueadores mostrados na �gura anterior é:
Apenas II.
Apenas I.
Apenas III.
Apenas I e III.
Apenas I e II.
Data Resp.: 20/09/2023 00:15:25
Explicação:
A fadiga tem como segundo estágio o crescimento lento da trinca, em função das tensões cíclicas de tração. A
superfície de fratura dessa etapa é visualizada com marcas de praias e estrias. O crescimento da trinca é devido
às tensões trativas (que abrem a trinca) que agem no ciclo de solicitações mecânicas. Dessa forma, superfícies
tratadas (jateamento, por exemplo)introduzem tensões residuais compressivas que di�cultam a abertura da
trinca para sua propagação. A fase de propagação das trincas ocorre de maneira gradual e tem aspecto de
fratura dúctil. Após a trinca ter caminhado um determinado comprimento a falha poderá ser dúctil (envolvendo
grandes deslocamentos) ou frágil (pequenos deslocamentos).
 
6.
Tolerância ao dano
Vida in�nita
Vida �nita
Fail Safe
Wöhler
Data Resp.: 20/09/2023 00:15:40
Explicação:
As principais �loso�as de dimensionamento de peças susceptíveis ao fenômeno da fadiga são: de vida in�nita,
de vida �nita, para falha em segurança e com tolerância ao dano. Em linhas gerais, a de vida in�nita baseia-se na
atuação de uma tensão menor que o limite de resistência à fadiga para que, independentemente do número de
ciclos, ele não falhe por fadiga. Na vida �nita, estipula-se um número de ciclos (vida da peça). Essas duas
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(Aeronáutica/2015 -   Adaptada). Os engenheiros são especializados em realizar as análises de causa de falhas,
podendo utilizar diferentes formas e sistemas para detectar as avarias, entretanto a maneira mais prática para os
gestores e engenheiros de manutenção e con�abilidade é classi�car as falhas por sobrecarga, fadiga, corrosão
in�uenciada fadiga, corrosão e desgaste. Sobre a fadiga são feitas as seguintes a�rmativas:
 
I - Corrosão: o próprio uso inadequado da ferramenta, componente ou equipamento pode acarretar um desgaste
precoce nas peças.
II - Fadiga: cargas �utuantes no decorrer de um período de tempo relativamente prolongado provocam este tipo de
falha e, normalmente, deixam sinais de fadiga no metal.
III - Fadiga in�uenciada por corrosão: a corrosão reduz substancialmente a resistência à fadiga da maioria dos
metais e, eventualmente, provoca falha em cargas relativamente leves.
São corretas:
A curva de Wöhler (tensão versus número de ciclos) é o grá�co resposta para o ensaio de fadiga.
Matematicamente, o eixo dos ciclos é apresentado em logaritmo na base 10. Assim, o valor 3 representa 103 ciclos.
Suponha, por exemplo, uma mola hipotética de suspensão de um automóvel, cuja vida é estimada em 100.000
ciclos. A seguir, tem-se a curva do ensaio de fadiga para essa mola.
�loso�as utilizam as curvas de Wöhler.  Na �loso�a para falha em segurança ou fail safe, considera que a peça
possui uma trinca inicial e são aplicados bloqueadores da propagação das trincas. A �loso�a de tolerância ao
dano é um re�namento da �loso�a anterior.
 
7.
Apenas as a�rmativas I e II
Apenas a a�rmativa I
Apenas as a�rmativas II e III.
Apenas a a�rmativa II
Apenas a a�rmativa III
Data Resp.: 20/09/2023 00:15:50
Explicação:
O uso inadequado de uma ferramenta pode vir a dani�cá-la, porém não é devido à corrosão. Componentes sob
solicitações mecânicas cíclicas podem levar um componente a falhar por fadiga, a um nível de tensão bem
inferior ao seu limite de resistência estático. Um tipo de corrosão associada a solicitações mecânicas é a
corrosão sob fadiga que reduz substancialmente a resistência à fadiga da maioria dos metais.
 
8.
20/09/2023 00:16 Estácio: Alunos
https://simulado.estacio.br/alunos/ 6/7
A �loso�a de projeto aplicada a essa mola é a de:
(Marinha/2016) Caso um componente esteja sujeito a esforços cíclicos em um meio capaz de atacar química ou
eletroquimicamente o material exposto, veri�cam-se condições para a existência de:
VUNESP/2013 - Adaptada). No tocante às �loso�as de projeto à fadiga aplicadas nos desenvolvimentos de
componentes ou sistemas estruturais aeronáuticos, pode-se a�rmar que:
Wöhler
Vida �nita
Tolerância ao dano
Fail Safe
Vida in�nita
Data Resp.: 20/09/2023 00:15:58
Explicação:
A curva tensão versus deformação apresentada não indica um limite de resistência à fadiga (patamar
horizontal). A partir das informações apresentadas no enunciado da questão, a vida em fadiga para o
componente (mola de suspensão) é de�nida como 100.000 (105) ciclos, ou seja, uma vida �nita.
 
9.
Fendimento por álcali.
Corrosão sob atrito.
Corrosão sob tensão.
Corrosão sob fadiga.
Fragilização pelo hidrogênio.
Data Resp.: 20/09/2023 00:16:05
Explicação:
Uma das classes de corrosão é aquela que é acompanhada de solicitações mecânicas, dentre as quais podem ser
citadas a corrosão sob tensão e a corrosão sob fadiga. Nessa última, dois aspectos devem estar presentes: o
meio corrosivo e o carregamento cíclico do componente.
 
10.
No projeto tolerante ao dano, deve se obter um plano de inspeção e manutenção de cada componente ou
sistema estrutural.
20/09/2023 00:16 Estácio: Alunos
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Na �loso�a de projeto de vida in�nita, utiliza-se a curva de Wöhler em que se estipula um valor para o
número de ciclos e determina-se a tensão máxima a que o componente pode ser solicitado, sem a ocorrência
de fratura por fadiga.
Na �loso�a de projeto, denominada vida segura (safe life), um componente ou sistema estrutural é projetado
para ser capaz de resistir ao carregamento esperado em serviço, mesmo que ocorra falha em um dos seus
componentes.
Na �loso�a de projeto de vida �nita, utiliza-se a curva de Wöhler com um patamar horizontal que indica o
valor máximo para tensão a que o componente pode ser solicitado, sem sofrer fadiga.
Na �loso�a de projeto, denominada seguro contra falhas (fail safe), um componente ou sistema estrutural é
projetado com o objetivo de não desenvolver trincas durante um período determinado.
Data Resp.: 20/09/2023 00:16:10
Explicação:
As �loso�as de projeto para componentes susceptíveis à fadiga são: de vida in�nita, de vida �nita, para falha em
segurança (fail safe) e com tolerância ao dano. A �loso�a de vida in�nita baseia-se na atuação de uma tensão
menor que o limite de resistência à fadiga para que, independentemente do número de ciclos, não ocorra a falha
por fadiga. Na vida �nita, estipula-se um número de ciclos. A �loso�a fail safe foi desenvolvida para a indústria
aeronáutica e considera a possibilidade de ocorrência de trincas de fadiga . A �loso�a de tolerância ao dano é
um re�namento da fail safe em que se considera a existência de uma trinca e não cresça acima de um valor
crítico, evitando-se a falha por fadiga. Há a necessidade de manutenções periódicas.
    Não Respondida      Não Gravada     Gravada
Exercício por Temas inciado em 20/09/2023 00:14:43.