Tema 2 - Mecânica da fratura_Exercício

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A
B
C
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A Mecânica da Fratura é uma ferramenta
da Engenharia vem se desenvolvendo ao
longo do último século. Muitos aspectos
foram introduzidos nas teorias ampliando
a aplicação dessa ferramenta, evitando-se
a fratura frágil que é catastrófica.
Colocando o marco zero da linha temporal
de evolução da Mecânica da Fratura como
o ano de 1920, foi o pesquisador
_____________ que introduziu o conceito de
____________, aplicável à ______________.
Wells � Integral J � MFEP
Rice � Integral J � MFEP
Wells � CTOD � MFEP
Questão 1 de 9
Corretas �5�
Incorretas �4�
Em branco �0�
1 2 3 4 5
6 7 8 9
Exercicio
Mecânica Da Fratura Linear
Elástica e Elasto-plástica
Sair
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D
E
Rice � CTOD � MFLE
Rice � Tenacidade à fratura -
MFLE
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
B. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Dois pesquisadores foram decisivos
no desenvolvimento da mecânica da
fratura elasto-plástica �MFEP�, uma
vez que a mecânica da fratura linear
elástica �MFLE� apresentava
limitações, não sendo, por exemplo
aplicável no estudo de fraturas frágeis
para toda a gama de aços estruturais.
Wells desenvolveu o conceito de
CTOD �Crack Tip Opening
Displacement) enquanto Rice, o da
integral J.
2 Marcar para revisão
A Mecânica da Fratura vem se
desenvolvendo ao longo dos últimos 100
anos, tendo como precursor, Griffith. Em
resumo, duas vertentes são possíveis: a
linear elástica �MFLE� e a elasto-plástica
�MFEP�. Na figura, são apresentados dois
corpos com uma pequena trinca e a zona
plástica �ZP�.
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A
B
C
Complete com C (certo) ou E (errado) as
seguintes afirmativas.
(  
)
A figura (a) apresenta a ZP com
dimensões bem menores que o
comprimento da trinca. Nesse caso,
é conveniente o estudo por meio da
MFLE.
(  
)
A figura (b) em que a ZP apresenta
dimensões comparáveis ao
comprimento da trinca é típica de
aços de alta resistência.
(  
)
O estudo proposto por Griffith
apresenta muitas limitações, sendo
aplicáveis apenas para ligas
metálicas de altíssima ductilidade.
A opção correta é:
C � C � C
E � E � E
C � E � E
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D
E
C � C � E
E � C � C
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
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Gabarito Comentado
Em linhas gerais a mecânica da fratura
apresenta duas modalidades: a MFLE
e a MFEP. A primeira, linear elástica,
tem sua aplicação quando a zona
plástica �ZP�, à frente da trinca, tem
dimensões bem inferires as da trinca.
De maneira complementar, a mecânica
da fratura elasto-plástica, atua nas
limitações da MFLE, ou seja, quando a
ZP apresenta dimensões
consideráveis. A MFLE tem aplicação
para aços de alta resistência
mecânica. A teoria de Griffith foi
desenvolvida para materiais
extremamente frágeis (vidro), não
tendo aplicação em metais.
3 Marcar para revisão
A Mecânica da Fratura é uma ferramenta
com grande aplicabilidade na engenharia,
essa metodologia é utilizada em
dimensionamento de estruturas que
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A
B
C
D
E
podem fraturar. Seja um material metálico
hipotético que tenha um comportamento
elasto - plástico. O corpo está submetido
a uma tensão trativa constante, sem
fraturar. Um ensaio não destrutivo foi
realizado e a maior trinca é superficial e de
comprimento x. À frente dessa trinca, a
zona plastificada apresenta raio igual a 2x.
Adotando-se o conceito de trinca
equivalente, qual a razão entre os
comprimentos da trinca real e da trinca
equivalente?
1
1/2
1/3
1/4
1/5
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
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Gabarito Comentado
Adotando-se o conceito de trinca
equivalente para resolver o exercício,
podemos determinar o comprimento
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A
B
dessa trinca por meio da expressão a
seguir:
aeq=a+ rp
Substituindo os valores apresentados,
temos:
aeq=x+ 2x
aeq=3x
Assim, a razão pedida é:
4 Marcar para revisão
A Mecânica da Fratura é uma ferramenta
com grande aplicabilidade na engenharia.
Um estagiário foi orientado a conseguir
alguns dados para que fossem utilizados
no projeto de um componente, a partir das
equações da Mecânica da Fratura. Dentre
esses dados, era necessário conhecer a
tenacidade à fratura do aço 4340. Ele
descobriu o valor, mas não havia a
unidade correspondente. Recorrendo a
seus conhecimentos da faculdade,
escolheu acertadamente a unidade que se
encontra na opção:
MPa
MPa.m
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C
D
E
MPa. m
1
2
MPa. m
−
1
2
MPa.m3
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
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Gabarito Comentado
A análise dimensional para determinar
a unidade da tenacidade à fratura
pode ser realizado a partir de uma das
equações da MFLE, por exemplo:
Em que Y é um fator adimensional e p
um número. Ademais, a é o
comprimento do defeito. Relembrando
que, em unidades do SI, a tensão s é
dada em MPa e o comprimento em m,
temos que:
5 Marcar para revisão
A mecânica da fratura vem se
desenvolvendo ao longo dos últimos cem
anos. Inicialmente houve uma proposta
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A
B
C
D
E
baseada em termos energéticos, a teoria
de Griffith. Nesse modelo, o material era
considerado extremamente frágil, como o
vidro. Não pode ser aplicado aos metais,
mas foi o primeiro passo para o
desenvolvimento das vertentes: a linear
elástica �MFLE� e elasto-plástica �MFEP�.
A respeito dos critérios utilizados na
MFEP, estão corretamente descritos na
opção.
tenacidade à fratura e integral J. 
Crack Tip Opening Displacement -
CTOD e integral J.
Crack Tip Opening Displacement -
CTOD e tenacidade à fratura.
transição dúctil-frágil e
ductilidade.
transição dúctil-frágil e Crack Tip
Opening Displacement � CTOD. 
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
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Gabarito Comentado
A mecânica da fratura elasto-plástica
�MFEP� surge devido às limitações da
MFLE. Assim, materiais com
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resistência mecânica média ou baixa
podem ser avaliados em termos de
MFEP que utiliza dos parâmetros
como critérios de fratura: � Craçk Tip
Openning Displacement �CTOD� � A
integral J Ductilidade mede a
capacidade de deformação plástica de
ummaterial, a transição dúctil frágil
avalia a faixa de temperatura que um
material perde sua ductilidade e não
são utilizados diretamente na
mecânica da fratura. A tenacidade da
fratura está relacionada à mecânica da
fratura linear elástica.
6 Marcar para revisão
A Mecânica da Fratura é uma ferramenta
com grande aplicabilidade na engenharia,
essa metodologia é utilizada em
dimensionamento de estruturas que
podem fraturar. A mecânica da fratura
elasto-plástica apresenta dois critérios
para o estudo da fratura:  o CTOD e a
integral J. Em relação ao CTOD, utiliza-se
o tamanho crítico de abertura da trinca
(d ). Para um material hipotético,
desenvolvido em um Centro de Pesquisa,
o valor de K é 50 MPaÖm, a tensão de
escoamento igual a 600 MPa e o módulo
de elasticidade de 180 GPa. Assim, o
tamanho crítico de abertura da trinca,
segundo o modelo de Dugdale, é igual a:
C
C
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A
B
C
D
E
0,023 mm
0,028 mm
0,031 mm
0,038 mm
0,048 mm
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
Para o modelo de Dugdale, a abertura
crítica de uma trinca é dada por:
Adequando o valor de E, temos que E
= 180.10 MPa. Substituindo os
valores, temos que:
3
7 Marcar para revisão
A Mecânica da Fratura é uma ferramenta
da Engenharia vem se desenvolvendo ao
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A
B
C
D
E
longo do último século. Um engenheiro
mecânico trabalha em um Centro de
Pesquisas e seu campo de atuação é a
Mecânica da Fratura. Uma empresa
desenvolveu um aço para ser utilizado em
grandes estruturas de Engenharia. Em
uma das etapas de seu estudo, há a
necessidade de se determinar o CTOD
adimensional (∅) . Ele possui informação
de que o material possui tensão de
escoamento de 800 MPa e ficará
submetido a uma tensão de 300 MPa.
Uma das premissas que adotará é que a
deformação é proporcional à tensão.
Assim, o CTOD adimensional vale:
0,140
0,204
0,375
0, 875
1,125
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
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A
B
C
8 Marcar para revisão
No desenvolvimento da Mecânica da
Fratura ao longo dos últimos 100 anos,
várias são as expressões matemáticas
desenvolvidas a partir de modelos físicos
que descrevem, por exemplo, o
comportamento de uma trinca em um
material sob tensão trativa. A seguir,
temos uma dessas expressões:
A expressão pode ser utilizada para
determinar que grandeza?
Tenacidade à fratura de um
material.
Tensão máxima para que um
material não frature.
Energia associada ao
deslocamento de uma trinca.
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D
E
Comprimento máximo de uma
trinca.
Deformação nominal em
decorrência do carregamento.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A expressão apresenta as variáveis,
tensão, módulo de elasticidade e
abertura de uma trinca. Ademais
existem as constantes adimensionais.
Fazendo a substituição dessas
grandezas pela respectiva unidade e
das constantes por 1, temos que:
Assim, a unidade associada é de
comprimento.
9 Marcar para revisão
A mecânica da fratura elasto-plástica
�MFEP� tem grande aplicabilidade em aços
de resistência mecânica média para
componentes estruturais na Engenharia. O
estudo, por meio da MFEP, mitiga a
possibilidade de falhas catastróficas,
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A
B
C
D
E
comuns em fraturas frágeis. Dois
parâmetros podem ser utilizados para o
controle dessa fratura: o CTOD e a integral
J. Sob o CTOD são feitas as seguintes
afirmações: O CTOD é a estimativa de d,
abertura das faces da trinca,
característica de materiais dúcteis,
provocando uma trinca "embotada". A
determinação do valor de CTOD se valerá
de normas britânicas, como por exemplo,
a British Standards 5762 que indica um CP
a ser ensaiado por rotação em 3 pontos.
Ainda em relação à norma British
Standards 5762, o corpo de prova deve ter
um entalhe com uma trinca crescida por
fadiga. São corretas as afirmativas:
Apenas a afirmativa I
Apenas a afirmativa II
Apenas a afirmativa III
Apenas as afirmativas I e III
Apenas as afirmativas II e III
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
D. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
29/03/2024, 14:39 estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/6606f48deee27ec2aba4b1f4/gabarito/
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O CTOD é um dos parâmetros para o
estudo da fratura frágil em materiais
dúcteis. O deslocamento da trinca
aguda ocorre com o embotamento da
mesma. O ensaio articulado é previsto
na norma British Standards 5762
sendo o CP entalhado e com uma
trinca aguda "crescida" por fadiga.