Exercício Metalografia e Fadiga 05

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1 Marcar para revisão
Analise as seguintes afirmativas sobre a Fadiga
em metais e assinale com V as verdadeiras e
com F as falsas. (  ) O limite de fadiga de um
material metálico é determinado em um
diagrama tensão-ciclo, em que os resultados
são montados em um gráfico no qual as
ordenadas representam a tensão e a abscissa o
número de ciclos até a ruptura, ambos (os
eixos) em escala logarítmica. (  ) A fadiga é
responsável por uma grande porcentagem de
falhas em bielas e virabrequins de motores, pás
de turbinas a vapor e a gás e outras peças
sujeitas a carregamento cíclico. (  )
Aparentemente a falha por fadiga se deve ao
fato de que existem regiões microscópicas, em
geral na superfície do membro, em que a
tensão localizada se torna muito maior do que a
tensão média que atua sobre a seção
transversal.
A
B
C
D
E
V F F.
V F V.
F V V.
F V F.
F F V.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O ensaio de fadiga gera a curva S-N em
que S (tensão) encontra-se no eixo das
ordenadas e log N (logaritmo do número de
ciclos) ocupa o eixo das abscissas. A
fadiga pode ocorrer em peça sujeitas a
ciclamento de tensões, como é o caso de
biela, virabrequins, pás de turbina etc. A
superfície do componente sob
carregamento cíclico tem grande influência
na eventual falha por fadiga. A nucleação
da trinca pode ser potencializada por
concentradores de tensões.
2 Marcar para revisão
(FUNDATEC/2017 -  Adaptada). Analise as
seguintes assertivas sobre falha em materiais:
A
B
C
D
E
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 específico.
Quais estão corretas?
Apenas I.
Apenas II.
Apenas III.
Apenas I e II.
Apenas I e III.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A questão aborda a falha em materiais,
especificamente a formação e propagação
de trincas. A assertiva I está correta, pois a
superfície de uma fratura formada durante
a etapa de propagação de uma trinca pode
ser caracterizada por marcas de praia e
estrias, que são marcas distintas deixadas
no material. A assertiva II também está
correta, pois uma das maneiras de
prolongar a vida útil de um material sujeito
à fadiga é a imposição de tensões residuais
de compressão na superfície, que pode ser
feita por jateamento. Isso dificulta a
abertura da trinca para sua propagação. Já
a assertiva III está incorreta, pois na
maioria dos materiais dúcteis, a trinca não
se propaga por clivagem, mas sim por
deformação plástica. Portanto, as
assertivas I e II estão corretas, tornando a
alternativa D a resposta correta.
3 Marcar para revisão
A curva de Wöhler (tensão versus número de
ciclos) é o gráfico resposta para o ensaio de
fadiga. Matematicamente, o eixo dos ciclos é
apresentado em logaritmo na base 10. Assim, o
valor 3 representa 10 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.
3
A
B
C
D
E
A filosofia de projeto aplicada a essa mola é a
de:
Vida infinita
Vida finita
Fail Safe
Tolerância ao dano
Wöhler
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
B. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
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
A
B
C
para o componente (mola de suspensão) é
definida como 100.000 (10 ) ciclos, ou seja,
uma vida finita.
5
4 Marcar para revisão
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 filosofias 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 filosofia de projeto que faz uso dos
bloqueadores mostrados na figura anterior é:
Vida infinita
Vida finita
Fail Safe
D
E
Tolerância ao dano
Wöhler
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
As principais filosofias de
dimensionamento de peças susceptíveis ao
fenômeno da fadiga são: de vida infinita, de
vida finita, para falha em segurança e com
tolerância ao dano. Em linhas gerais, a de
vida infinita 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 finita, estipula-se um número de
ciclos (vida da peça). Essas duas filosofias
utilizam as curvas de Wöhler.  Na filosofia
para falha em segurança ou fail safe,
considera que a peça possui uma trinca
inicial e são aplicados bloqueadores da
propagação das trincas. A filosofia de
tolerância ao dano é um refinamento da
filosofia anterior.
5 Marcar para revisão
(Aeronáutica/2015 -   Adaptada). Os
engenheiros são especializados em realizar as
análises de causa de falhas, podendo utilizar
diferentes formas e sistemas para detectar as
A
B
C
D
E
avarias, entretanto a maneira mais prática para
os gestores e engenheiros de manutenção e
confiabilidade é classificar as falhas por
sobrecarga, fadiga, corrosão influenciada
fadiga, corrosão e desgaste. Sobre a fadiga são
feitas as seguintes afirmativas:
I - Corrosão: o próprio uso inadequado da
ferramenta, componente ou equipamento pode
acarretar um desgaste precoce nas peças.
II - Fadiga: cargas flutuantes no decorrer de um
período de tempo relativamente prolongado
provocam este tipo de falha e, normalmente,
deixam sinais de fadiga no metal.
III - Fadiga influenciada por corrosão: a
corrosão reduz substancialmente a resistência
à fadiga da maioria dos metais e,
eventualmente, provoca falha em cargas
relativamente leves.
São corretas:
Apenas a afirmativa I
Apenas a afirmativa II
Apenas a afirmativa III
Apenas as afirmativas I e II
Apenas as afirmativas II e III.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O uso inadequado de uma ferramenta pode
vir a danificá-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.
6 Marcar para revisão
A corrosão sob fadiga é uma forma de
degradação que pode levar a falhas
catastróficas em muitos sistemas. A etapa
inicial é a nucleação de trincas superficiais 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 afirmações.
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 superficiaispor
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
A
B
C
D
E
peça, diminuindo a probabilidade de falha por
corrosão sob fadiga.
Estão CORRETAS as afirmativas:
I, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
I e II, apenas
II e III, apenas
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
D. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
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 superficiais (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
Questão 10 de 10
1 2 3 4 5
Lista de exercícios Fadiga Dos… Sair
A
B
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 superficiais.
7 Marcar para revisão
A figura 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 gráfico esse limite não é
definido.
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 filosofias de projeto,
respectivamente:
Infinita e finita
Finita e infinita
Corretas (4)
Incorretas (6)
Em branco (0)
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
C
D
E
Infinita e fail safe
Finita e fail safe
Tolerante ao dano e fail safe.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
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 infinita 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 define-se um
número de ciclos para a vida finita e
determina-se a tensão máxima possível
8 Marcar para revisão
(FCC/2018) A falha de um material metálico,
cujos aspectos característicos são estrias e
marcas de praia, com trinca que nucleia na
superfície da peça, é a:
A
B
C
D
E
Corrosão intergranular.
Fluência.
Fratura por impacto.
Fadiga.
Degradação.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
D. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A falha descrita no enunciado é
característica do fenômeno conhecido
como fadiga. Este ocorre em componentes
mecânicos que estão sob carregamento
mecânico cíclico. O processo de fadiga
pode ser dividido em três estágios
principais: a nucleação da trinca
superficial, o crescimento da trinca em
função das tensões cíclicas (trativas) e,
finalmente, a falha catastrófica. As marcas
de praia e estrias mencionadas no
enunciado são características visuais da
fratura causada pela fadiga. Portanto, a
alternativa correta é a letra D, que indica a
fadiga como a causa da falha descrita.
A
B
C
D
E
9 Marcar para revisão
(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, são feitas as seguintes
afirmações:
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 influenciada
pela frequência das vibrações mecânicas, ao
contrário do comportamento em fadiga.
Quais estão corretas?
Apenas I.
Apenas II.
Apenas III.
Apenas I e II.
Apenas I e III.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A fratura por fadiga ocorre em três
estágios. No primeiro, a trinca se inicia na
superfície do componente que está sob
carregamento cíclico. No segundo estágio,
a trinca cresce até atingir um tamanho que
leva à falha por fadiga, de forma
catastrófica. Além disso, o ambiente
corrosivo pode acelerar o crescimento da
trinca. O acabamento superficial e a
ausência de concentradores de tensões
são fatores que ajudam a prevenir o
surgimento de trincas. Na corrosão sob
fadiga, surgem escavações profundas no
material. A frequência das vibrações
mecânicas, que é inversamente
proporcional ao período, influencia a
corrosão por fadiga. Em frequências baixas
(ou períodos longos), a trinca permanece
aberta por mais tempo devido às tensões
trativas, aumentando a exposição ao meio
corrosivo. Portanto, as afirmações I e II
estão corretas, enquanto a afirmação III
está incorreta.
10 Marcar para revisão
(Marinha/2016) Caso um componente esteja
sujeito a esforços cíclicos em um meio capaz
de atacar química ou eletroquimicamente o
material exposto, verificam-se condições para a
existência de:
A
B
C
D
E
Corrosão sob atrito.
Corrosão sob tensão.
Corrosão sob fadiga.
Fendimento por álcali.
Fragilização pelo hidrogênio.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A questão se refere a um tipo específico de
corrosão que ocorre quando um material é
submetido a esforços cíclicos em um
ambiente que pode atacá-lo química ou
eletroquimicamente. Nesse contexto, a
alternativa correta é a corrosão sob fadiga.
Esse tipo de corrosão é uma das classes
de corrosão que ocorre em conjunto com
solicitações mecânicas. Para que a
corrosão sob fadiga ocorra, dois aspectos
devem estar presentes: o meio corrosivo e
o carregamento cíclico do componente.
Portanto, a resposta correta é a alternativa
C: Corrosão sob fadiga.