Exercicio 6 - Mecânica da fratura

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O comportamento dos corpos antes da fratura pode ajudar a classi�car o tipo de fratura que ocorreu. Quando um
material absorve uma baixa quantidade de energia, sofrendo consequentemente pouca deformação plástica antes
de sofrer a fratura, chamamos de:
(AL- RO - FGV - 2018) O dimensionamento de um componente ou estrutura é uma das atribuições de engenheiros.
O ''Modo de Falha e Análise do Efeito'' (FMEA, pela sigla em inglês) caracteriza-se como sendo uma técnica:
METALOGRAFIA E FADIGA
Lupa  
 
ARA0952_202302199501_TEMAS
Aluno: RODOLFO DA SILVA ALVES Matr.: 202302199501
Disc.: METALOGRAFIA FAD  2023.2 SEMI (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.
03670 - MECÂNICA DA FRATURA
 
1.
Fratura tenaz.
Fratura frágil.
Fratura cisalhante.
Fratura dúctil.
Fratura rígida.
Data Resp.: 18/10/2023 14:22:02
Explicação:
Genericamente, na fratura dúctil, o material absorve grande quantidade de energia, associada à alta deformação
plástica (permanente), antes de falhar. A fratura frágil apresenta-se diametralmente oposta em relação à fratura
dúctil, ou seja, a quantidade de energia absorvida é muito baixa e a deformação plástica é quase nenhuma.
 
2.
De inspeção preventiva de produtos ou processos, para identi�car falhas já existentes e seus efeitos, depois
que um produto já está em funcionamento.
De manutenção preditiva de falhas durante o processo de fabricação de um produto, para evitar a ocorrência
de peças defeituosas.
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(CESPE - CEBRASPE: PEFOCE - 2012 ¿ adaptada) O dimensionamento de um componente ou estrutura é uma das
atribuições de engenheiros. Considerando a �gura acima, que representa uma curva ''em banheira'' na qual se
distinguem 3 regiões da taxa de falhas de certo componente ou sistema.
A respeito do tema abordado são feitas as seguintes a�rmativas.
 
I - A primeira região é conhecida como mortalidade infantil e nela ocorre uma alta taxa de falhas (λ), em função do
desgaste prematuro do componente;
II - Na segunda fase da curva da banheira, a taxa de falhas (λ) é aproximadamente constante. As falhas ocorridas
nessa fase são denominadas casuais.
III - Na terceira fase há altas taxas de falhas (λ) em virtude, por exemplo, dos fenômenos de fadiga, �uência,
corrosão, etc.
 
Estão certos apenas os itens:
De análise sistemática de produtos ou processos, para identi�car e minimizar falhas potenciais e os seus
efeitos, depois que um produto já está em funcionamento.
De análise sistemática de produtos ou processos, para identi�car e minimizar falhas potenciais e os seus
efeitos, ainda na fase de concepção de um produto.
De manutenção corretiva de produtos ou processos, para identi�car falhas potenciais em um produto,
durante seu processo de fabricação
Data Resp.: 18/10/2023 14:22:48
Explicação:
De análise sistemática de produtos ou processos, para identi�car e minimizar falhas potenciais e os seus efeitos,
ainda na fase de concepção de um produto. Correta.
 
A técnica de Análise do Modo de Falha e Efeitos (FMEA) aplicada a produtos, processos, sistemas e serviços com
o objetivo de antecipar riscos e falhas com tomadas de decisões para eventuais incorreções ainda na sua fase de
concepção. A FMEA é uma técnica que provoca a antecipação aos riscos e às falhas.
 
3.
III
I e III
I
II
II e III
Data Resp.: 18/10/2023 14:23:54
Explicação:
II e III. Correta.
 
O dimensionamento de um componente ou estrutura é uma das atribuições de engenheiros. A curva da banheira
apresenta as três fases de vida de um componente. É representada por uma curva de λ(t) com o tempo,
apresentando a fase inicial, denominada de taxa de mortalidade, a fase estável (vida útil e a fase do
envelhecimento). Observe a �gura a seguir.
 Das distribuições de con�abilidade a seguir, qual pode ser utilizada em quaisquer das três fases da curva de
banheira.
(CESPE - CEBRASPE - TJ - CE - 2014) A análise qualitativa ou quantitativa do sistema, realizada de forma detalhada
e com foco nos componentes, mediante a qual se podem analisar as causas de falhas de um equipamento ou
sistema e os efeitos que consequentemente poderão advir para o sistema, para o meio ambiente e para o próprio
componente, refere-se à:
A curva apresentada, relacionando a taxa de falhas (λ) com o tempo é denominada ¿curva da banheira¿. Três são
os seus estágios: no primeiro estágio, também conhecido como taxa de mortalidade infantil a taxa de falhas é
inicialmente alta e está associadas a erro na seleção do material do componente, componentes não testados, etc.
A segunda fase é representada no grá�co com um patamar horizontal, revelando uma taxa de falhas constantes.
São as ditas falhas casuais. No último estágio, o terceiro ou envelhecimento, a taxa de falhas é alta e decorre da
deterioração do componente (corrosão, fadiga, �uência, etc.).
 
4.
Retangular
Rayleigh
Normal
Weibull
Exponencial
Data Resp.: 18/10/2023 14:24:23
Explicação:
Weibull. Correta.
 
A curva apresentada relaciona taxa de falhas e o tempo para um componente. É denominada curva da banheira.
Uma série de distribuições estatísticas aplicadas podem ser utilizadas para as três fases da curva. Por exemplo: a
distribuição exponencial pode ser localizada na fase intermediária da curva, a distribuição retangular é
normalmente associada pelo esgotamento de um componente, a distribuição normal pode ser utilizada nas fases
inicial ou �nal da curva, a distribuição de Weibull pode representar quaisquer das três fases da curva da
banheira e a de Rayleigh utilizada para a última fase da curva da banheira
 
5.
Terotecnologia.
Análise de modos e efeitos de falhas (FMEA).
Manutenção centrada na con�abilidade (RCM).
Gestão estratégica da manutenção.
Análise das causas raízes de falha (RCFA).
Data Resp.: 18/10/2023 14:25:12
As fraturas em materiais podem se dar de diferentes formas. Quando um material absorve uma grande quantidade
de energia, sofrendo consequentemente grande deformação plástica antes de sofrer a fratura, chamamos de:
A Mecânica da Fratura é uma importante ferramenta para auxiliar no dimensionamento de componentes em que
são considerados materiais reais, ou seja, com defeitos inerentes ao processo de fabricação e pelo limite de
sensibilidade dos equipamentos de veri�cação desses defeitos. Entender os modos de deslocamento da superfície
de uma trinca é fundamental. No estudo da Mecânica da Fratura, a tenacidade à fratura (KC) é um aspecto
fundamental sendo de�nida como a resistência de um material à propagação de uma falha frágil, quando uma trinca
já está presente. O grá�co a seguir apresenta a variação do KC com a espessura do corpo de prova a ser ensaiado.
A respeito do grá�co são feitas as seguintes a�rmativas.
 
I - Abaixo de um determinado valor da espessura de um corpo de prova ensaiado, indicado no grá�co por tmáx a
ponta da trinca encontra-se sobre o estado plano de tensões (EPT);
II - Para espessuras de corpos de prova acima de um determinado valor (tmín) a ponta da trinca está sob o estado
plano de deformações (EPD).
III - Para corpos de prova com espessura entre os valores indicados no grá�co (tmáx e tmín), os valores encontrados
para a tenacidade à fratura (KC) não tem signi�cado físico.
Explicação:
Análise de modos e efeitos de falhas (FMEA). Correta.
 
A partir de uma das de�nições para a técnica de FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), tem-se que: a técnica
de Análise do Modo de Falha e Efeitos apresenta aspectos qualitativos e quantitativos (mensuráveis) em
potenciaisfalhas de um componente são listadas, analisadas e, eventuais, decisões são tomadas para correções
antes que o componente esteja ''nas mãos'' do. Sendo assim, a FMEA é uma técnica que provoca a antecipação
aos riscos e às falhas.
 
6.
Fratura dúctil.
Fratura tenaz.
Fratura frágil.
Fratura rígida.
Fratura cisalhante.
Data Resp.: 18/10/2023 14:25:33
Explicação:
Genericamente, na fratura dúctil, o material absorve grande quantidade de energia, associada à alta deformação
plástica (permanente), antes de falhar. A fratura frágil apresenta-se diametralmente oposta em relação à fratura
dúctil, ou seja, a quantidade de energia absorvida é muito baixa e a deformação plástica é quase nenhuma.
 
7.
 
São corretas:
O dimensionamento de um componente ou estrutura é uma das atribuições de engenheiros. São algumas variáveis
que devem ser consideradas para que o projeto seja adequado: as condições de operação, o carregamento
mecânico (estático ou dinâmico), temperatura de operação, existência de ambiente corrosivo, etc. Suponha duas
lâminas idênticas de vidro com dimensões 20 mm x 30 mm x 1mm. Uma delas é ensaiada em modo de tração até
que ocorra o seu rompimento. Em seguida, a segunda lâmina é colocada durante um certo tempo em uma solução
de ácido clorídrico (HCl) e ensaiada da mesma maneira que a primeira. É correto a�rmar que:
II
I
I e II
I e III
II e III
Data Resp.: 18/10/2023 14:26:47
Explicação:
Justi�cativa
 
Apenas as a�rmativas I e II. Correta.
 
A tenacidade da fratura KC (quanti�ca a resistência de um material falhar por fratura frágil, com a trinca já
presente) é uma propriedade utilizada no dimensionamento a partir da teoria desenvolvida na Mecânica da
Fratura. O KC é dependente da espessura do corpo de prova ensaiado que in�uencia o campo de tensões. Para
qualquer espessura, conceitualmente KC é idêntico.
CPs com pequenas espessuras (t < valor A): estado plano de tensões (EPT).
CPs de espessuras elevadas (t > valor B): estado de deformação plana (EDP).
CPs com espessuras intermediárias (na faixa entre A e B): estado misto de tensões.
 
8.
A segunda lâmina tem sua resistência mecânica aumentada, pois o HCl agindo na superfície, forma novas
ligações cruzadas na estrutura do vidro.
A segunda lâmina tem sua resistência mecânica aumentada, pois o HCl, agindo na superfície, ¿consome¿ uma
pequena camada de vidro, diminuindo os defeitos super�ciais, concentradores de tensões.
A segunda lâmina tem sua resistência mecânica diminuída, pois o HCl, agindo na superfície, intensi�ca os
defeitos super�ciais que são concentradores de tensões.
A segunda lâmina tem sua resistência mecânica diminuída, pois o HCl agindo na superfície, rompe algumas
ligações cruzadas existentes na estrutura do vidro.
Não houve mudança na resistência mecânica das lâminas de vidro, pois o vidro é inerte ao HCl
Data Resp.: 18/10/2023 14:27:42
Explicação:
A segunda lâmina tem sua resistência mecânica aumentada, pois o HCl, agindo na superfície, ''consome'' uma
pequena camada de vidro, diminuindo os defeitos super�ciais, concentradores de tensões. Correta.
 
O vidro é um material frágil e apresenta muitas pequenas trincas na superfície. Quando tracionado, ocorrerá um
intensi�cador da tensão nessas trincas, rompendo. Quando o vidro é colocado numa solução de ácido clorídrico
ocorre um ''acerto'' nas superfícies desbastando o vidro e eliminando muitas trincas iniciais. Dessa forma,
existirão menos concentradores de tensão e, consequentemente, o vidro romperá a um nível de tensão mais
alto.
(SSPM - CP- QC- CA - FN - 2021 - Adaptado) O dimensionamento de um componente ou estrutura é uma das
atribuições de engenheiros. Usando os princípios da mecânica de fratura, foi desenvolvida uma expressão para a
tenacidade à fratura, que é uma propriedade que mede a resistência de um material à uma fratura frágil, quando
uma trinca está presente. Qual é a unidade no Sistema Internacional de medidas dessa propriedade?
O dimensionamento de um componente ou estrutura é uma das atribuições de engenheiros. Na análise do modo de
falha e efeitos (FMEA) para um componente foram avaliadas a possibilidade de ocorrência da falha (O), a facilidade
de detecção da falha (D) e a severidade (S) da falha e encontrados os seguintes valores: O = 2; D = 6; S = 4. Assim a
criticidade C é:
 
9.
m2Pa
MPa.√m
Adimensional
m√Pa
N. m2
Data Resp.: 18/10/2023 14:28:08
Explicação:
 
10.
48
2
12
5
24
Data Resp.: 18/10/2023 14:29:13
Explicação:
A partir da técnica FMEA é possível quanti�car a criticidade C para um determinado componente. Os
parâmetros utilizados nessa determinação são: a possibilidade de ocorrer uma falha (O), a facilidade para se
detectar uma falha (D) e a severidade em decorrência da falha (S). Esses parâmetros apresentam números
naturais de 1 a 10 e o C é determinado pelo produto. Assim:
C = O x D x S = 2 x 6 x 4 = 48
    Não Respondida      Não Gravada     Gravada
Exercício por Temas inciado em 18/10/2023 14:21:37.