Lista Resolvida Ensaios de Fadiga

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Ensaios de Fadiga
1)	Significado dos termos:
Sr : Intervalo de Tensão: é a diferença algébrica entre a tensão máxima e a tensão mínima;
Smáx: Tensão Máxima: é o maior valor algébrico da tensão no ciclo;
Smín: Tensão Mínima: é o menor valor algébrico da tensão no ciclo;
Sa: Tensão Alternativa: é a metade do intervalo de tensão;
Sm: Tensão Média: é a média algébrica entre as tensões máxima e mínima.
2)	Conceitos de Sn e Se:
Sn: Limite de resistência de um material à fadiga: É o valor máximo da tensão suportada para um dado número de ciclos, sem romper;
Se: Limite de Fadiga: é definido como o valor limite da tensão, a abaixo da qual o material pode suportar um número infinito de ciclos de tensão regulares sem romper.
3)	Para o caso dos materiais que possuem patamar, constatou-se que basta ensaiar o corpo de prova até 10 milhões de ciclos de tensão e se até esse número não houver ruptura a tensão correspondente será o limite de fadiga.
	Caso o metal não apresente esse patamar, deve-se levar o ensaio até 50 milhões ou mesmo em certos casos até 500 milhões de ciclos, dependendo do material, fixando-se a tensão correspondente a esse valor máximo de ciclos ensaiados, como o limite de fadiga desse material.
4)	Inicialmente escolhe-se uma Tensão Máxima (Smáx) alta, onde se espera que a fratura do corpo de prova aconteça num número de ciclos (N) pequeno (essa tensão é geralmente cerca de 2/3 do limite de resistência do material à tração ou, para o caso os aços ½ do limite de resistência à tração). Diminui-se progressivamente para os demais corpos de prova, sempre usando a mesma velocidade de rotação preferivelmente até que se atinja uma Tensão Máxima (Smáx) onde não haja a ruptura do corpo de prova depois de atingir um número de ciclos N especificado conforme o material. Conseguida essa tensão máxima sem ruptura, aumenta-se a tensão gradativamente nos demais corpos de prova, até se conseguir a máxima tensão correspondente ao patamar, que será o Limite de Fadiga (Se) do material.
5)	Um corpo de prova para ensaio de fadiga deve apresentar um excelente acabamento superficial porque uma superfície mal acabada contém irregularidades que, como se fossem entalhe, aumentam a concentração de tensões, resultando em tensões residuais que tendem a diminuir a resistência à fadiga do material.
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7)	Além das variáveis relacionadas às condições do corpo de prova, como por exemplo o seu acabamento superficial e formato, existem as condições do ensaio. São variáveis do ensaio as tensões aplicadas, a velocidade de variação das tensões, temperatura e meio ambiente.
8)	O efeito do meio ambiente nas propriedades de fadiga de um material pode ser atmosférico, uma vez que provoca redução no limite de fadiga do material, meio básico, que em certos casos podem elevar o patamar da curva S-N, meios ácidos e corrosivos, que podem causar o aparecimento de fragilidades e o mesmo serve para outros ataques químicos.
9)	O efeito de sobretensão no ensaio de fadiga se dá quando um corpo de prova é ensaiado com uma tensão S1 (máxima), superior ao seu limite de fadiga (Se) durante um número de ciclos N1, menor que o necessário para rompê-lo, indicado pela curva S-N, e depois essa tensão for abaixada a um valor S2 inferior, porém maior ainda que o limite de fadiga (Se), ele romperá após atingir um número de ciclos N2 menor que o previsto pela curva S-N.
	Já a subtensão é aquela onde o material é ensaiado a uma tensão abaixo do seu limite de fadiga durante um longo número de ciclos e depois a tensão é elevada a um valor mais alto. Lembrando que a subtensão frequentemente aumenta a resistência à fadiga do material, isto é, ele romperá com um número de ciclos maior que o indicado pela curva S-N do material.
10)	As etapas de ruptura de um metal sujeito à fadiga são, essencialmente, 1) nucleação da trinca, 2) propagação da trinca e 3) ruptura da peça ou corpo de prova.
	As duas primeiras etapas tomam praticamente todo o tempo do ensaio e quando o comprimento de trinca atinge um tamanho tal que a secção tensionada fique relativamente pequena, a porção remanescente não pode resistir à carga e a ruptura ocorre repentinamente. Assim, o aspecto de uma ruptura por fadiga apresenta duas zonas, uma zona produzida pelo desenvolvimento gradual e progressivo da trinca outra pela ruptura brusca. Essa última tem o mesmo aspecto da fratura do ferro fundido cinzento ensaiado à tração, isto é, como se fosse uma fratura frágil vista a olho nu. A primeira zona se apresenta lisa, devido à propagação da trinca.