Mecânica Da Fratura

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A
B
C
1 Desmarcar para revisão
Quando as dimensões da zona plástica na
ponta da trinca tornam-se comparáveis às
dimensões da trinca ou do próprio componente,
a MFLE perde sua validade, sendo necessário
recorrer à Mecânica da Fratura Elastoplástica
(MFEP). Quais são os dois parâmetros
amplamente utilizados como critérios de falha
na MFEP?
Tensão de von Mises e módulo de
Poisson.
Fator de concentração de tensões
($K_t$) e dureza Brinell.
Deslocamento de abertura da ponta da
trinca (CTOD) e método da integral
$J$.
Questão 1 de 10
Corretas (5)
Incorretas (5)
Em branco (0)
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Lista de exercícios Mecânica … Sair
D
E
A
B
Coeficiente de encruamento e
estricção percentual.
Energia potencial específica e limite de
proporcionalidade.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
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Gabarito Comentado
Na Mecânica da Fratura Elastoplástica
(MFEP), os principais parâmetros utilizados
para caracterizar a severidade na ponta da
trinca e servir como critério de falha são o
CTOD (Crack Tip Opening Displacement,
$\delta$) e a integral de contorno $J$.
2 Desmarcar para revisão
A curva de banheira representa graficamente o
comportamento da taxa de falhas ($\lambda$)
de sistemas e componentes ao longo do tempo.
Na fase intermediária dessa curva, associada
ao período de vida útil normal, qual é a principal
característica da taxa de falhas?
Crescimento exponencial acelerado
em virtude de desgaste e fadiga.
Valor praticamente constante
correspondendo a falhas aleatórias ou
casuais.
C
D
E
Queda acentuada devido à eliminação
de defeitos de fabricação.
Comportamento parabólico
estritamente nulo.
Flutuação caótica dependente
exclusivamente do diâmetro do
componente.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
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Gabarito Comentado
Na fase de vida útil (período intermediário
da curva de banheira), a taxa de falhas
$\lambda$ é aproximadamente constante,
representando falhas de natureza aleatória
ou casual, frequentemente modelada pela
distribuição exponencial.
3 Desmarcar para revisão
A Mecânica da Fratura desenvolveu-se para
que equipamentos possam ser dimensionados,
a partir da existência de defeitos, e apresenta
dois grandes ramos: a mecânica da fratura
linear elástica e a mecânica da fratura
elastoplástica. Sobre essas teorias, são feitas
as seguintes afirmativas:
I - A Mecânica da Fratura Elástica Linear (MFEL)
e a Mecânica da Fratura Elastoplástica (MFEP)
A
B
C
D
E
podem ser utilizadas para dimensionamentos
de materiais, por exemplo de alta dureza, mas a
MFEP apresenta resultados mais confiáveis;
II - A tenacidade à fratura (KC) é uma
propriedade que rege a Mecânica da Fratura e,
em linhas gerais, é a medida da resistência de
um material à fratura frágil, quando uma trinca
está presente.
III - Em linhas gerais, a tenacidade à fratura é
dependente da temperatura, da taxa de
deformação e da microestrutura do material.
Quando a taxa de deformação é alta, a
tenacidade tem seu valor diminuído e grãos
cristalinos pequenos aumentam a tenacidade à
fratura.
São corretas as afirmativas:
I
II
III
I e II
II e III
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
E. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
As afirmativas II e III estão corretas. A
Mecânica da Fratura Elástica Linear (MFEL)
é aplicável a materiais frágeis que, em
regra, apresentam elevada dureza. Por
outro lado, a Mecânica da Fratura
Elastoplástica (MFEP) é aplicada a
materiais que apresentam deformações
elásticas significativas. A tenacidade à
fratura (KC) é uma propriedade que
quantifica a resistência de um material à
fratura frágil, quando uma trinca está
presente. Além disso, a tenacidade à
fratura é influenciada por três fatores
principais: temperatura, taxa de
deformação e microestrutura do material.
Quando a taxa de deformação é alta, a
tenacidade à fratura diminui. Por outro
lado, uma estrutura cristalina refinada
aumenta a tenacidade à fratura.
4 Desmarcar para revisão
(CESGRANRIO - 2011 - Adaptado) A fratura dos
materiais é a separação de um corpo de um
material em duas ou mais partes quando este é
submetido a um esforço mecânico, como a
tensão. A classificação entre fratura frágil e
dúctil baseia-se na habilidade do material em
apresentar deformação plástica substancial,
com grande absorção de energia antes da
fratura. Sobre a fratura frágil, analise as
afirmativas a seguir.
I - Está relacionada à propagação de trincas e
apresenta superfície sem grandes deformações
plásticas aparentes, ao contrário da fratura
dúctil, que apresenta superfície característica
em forma de taça e cone.
II - Pode ser analisada por exame microscópico
(MEV), denominado fractografia para observar
as micro cavidades esféricas remanescentes.
A
B
C
D
E
III - É possível avaliar a fratura nos contornos
dos grãos quando apresenta forma trans
granular.
Está correto APENAS o que se afirma em: 
I
II
III
I e II
II e III
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A alternativa correta é a I. A fratura frágil
está, de fato, relacionada à propagação de
trincas e apresenta superfície sem grandes
deformações plásticas aparentes, ao
contrário da fratura dúctil, que apresenta
superfície característica em forma de taça
e cone. As afirmações II e III não estão
corretas. A análise de fratura frágil por
exame microscópico (MEV), denominado
fractografia, não é usada para observar as
micro cavidades esféricas remanescentes,
pois estas são características de fraturas
dúcteis. Além disso, a fratura frágil pode
ser tanto trans granular quanto
intergranular, sendo a última ao longo dos
contornos dos grãos cristalinos, e não
apenas quando apresenta forma trans
granular, como afirmado na alternativa III.
5 Desmarcar para revisão
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 verificação
desses defeitos. Entender os modos de
deslocamento da superfície de uma trinca é
fundamental. Na Mecânica da Fratura, a
plastificação da ponta da trinca relaciona-se
com a espessura do corpo de prova (CP)
ensaiado. A seguir CPs idênticos, exceto a
espessura, são apresentados com a zona de
plastificação em destaque.
(  ) Estado Plano de Tensões (EPT)
 (  ) Estado Misto de Tensões
A
B
C
D
E
 (  ) Estado Plano de Deformações (EPD)
Associando o estado de tensão aos CPs
mostrados, a afirmativa correta é:
A - B - C
A - C - B
B - C - A 
B - A - C
C - A - B
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
B - C - A. Correta.
A tenacidade da fratura é uma propriedade
utilizada no dimensionamento e pesquisas
que utilizem os parâmetros descritos na
Mecânica da Fratura, sendo a propriedade
que quantifica a resistência de um material
falhar por fratura frágil, com a trinca já
presente. A espessura do corpo de provas
influencia o estado de tensões nas
proximidades da trinca. Para pequenas
espessuras (até um determinado limite
A
B
C
D
E
máximo de espessura), tem-se o estado
plano de tensões (EPT). Na outra
extremidade, para espessuras elevadas
(acima de um valor mínimo), tem-se o
estado de deformação plana (EDP). Para
situações intermediárias da pressão,
ocorre o estado misto de tensões.
6 Desmarcar para revisão
Segundo a norma brasileira de confiabilidade e
mantenabilidade (ABNT NBR 5462), a
Disponibilidade operacional ($D$) de um
sistema reparável é quantificada pela relaçãoentre quais índices temporais?
$D = \frac{\text{MTTR}}
{\text{MTTF}}$
$D = \frac{\text{MTTF}}{\text{MTTF}
+ \text{MTTR}}$
$D = \frac{\text{MTTR}}{\text{MTBF} -
\text{MTTR}}$
$D = \text{MTTF} \times \text{MTTR}$
$D = \frac{\text{MTTF} +
\text{MTTR}}{\text{MTTF}}$
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
B. Confira o gabarito comentado!
A
B
C
Gabarito Comentado
De acordo com a NBR 5462, a
disponibilidade de um equipamento
reparável é calculada pela relação entre o
tempo médio até a falha e o tempo total de
ciclo: $D = \frac{\text{MTTF}}{\text{MTTF}
+ \text{MTTR}}$ (ou considerando MTBF
no numerador/denominador conforme a
operação do sistema).
7 Desmarcar para revisão
A investigação estruturada de causas de falhas
mecânicas requer uma sequência de etapas
lógicas para garantir a preservação de
evidências. Qual cuidado deve ser
obrigatoriamente tomado na etapa de exame
preliminar da peça rompida?
Lixar as superfícies fraturadas para
remover óxidos e impurezas.
Ajustar e juntar fortemente as partes
fraturadas para verificar o encaixe
dimensional.
Manter as superfícies intactas,
evitando limpá-las agressivamente ou
encaixá-las para não destruir detalhes
topográficos.
D
E
Submeter a peça imediatamente a
ensaios destrutivos de tração sem
registro fotográfico prévio.
Realizar ataque químico com
reagentes corrosivos fortes antes de
qualquer inspeção visual.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
No exame preliminar, as superfícies
fraturadas devem ser mantidas
rigorosamente intactas, sem limpeza
abrasiva e sem tentar juntar ou friccionar
as partes, para não danificar marcas e
detalhes micromorfológicos essenciais
para a investigação.
8 Desmarcar para revisão
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. Dessa forma, a escolha
do material mais adequado e aspectos
preventivos podem ser acertadamente
inseridos no projeto. A respeito de tal assunto,
são feitas as seguintes afirmativas:
A
B
C
D
E
I - O dimensionamento de componentes
mecânicos, a partir dos conceitos da
Resistência dos Materiais, considera a tensão
de escoamento (ou de ruptura) e a tenacidade
do material;
II - A Mecânica da Fratura considera trincas
presentes nos materiais no comportamento
desses na fratura, sendo a Mecânica da Fratura
Linear Elástica (MFLE) aplicável em situações
em que a fratura não apresenta a zona plástica
apreciável
III - A Mecânica da Fratura considera a
possibilidade apenas que trincas possam ser
nucleadas ao longo da utilização dos
componentes, sendo a Mecânica da Fratura
Elastoplástica (MFEP) aplicável em situações
em que a fratura apresenta a zona plástica
apreciável
São corretas:
I
II
III
I e II
I e III
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
B. Confira o gabarito comentado!
A
B
C
Gabarito Comentado
A afirmativa II é a única correta. No
dimensionamento de componentes
mecânicos, a partir dos conceitos da
Resistência dos Materiais, são
consideradas as tensões de escoamento
ou de ruptura, mas a tenacidade do
material não é levada em conta. A
Mecânica da Fratura, por outro lado,
considera a presença de trincas nos
materiais e como elas influenciam no
comportamento desses materiais na
fratura. A Mecânica da Fratura Linear
Elástica (MFLE) é aplicável em situações
em que a fratura não apresenta a zona
plástica apreciável. Portanto, a afirmativa II
está correta, pois aborda corretamente a
Mecânica da Fratura e sua aplicação.
9 Desmarcar para revisão
Na Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE),
padronizam-se três modos básicos de
deslocamento da superfície de uma trinca sob
solicitação externa. O modo I é caracterizado
como:
Modo de deslizamento por
cisalhamento no plano da trinca.
Modo de rasgamento por
cisalhamento antiplano.
Modo de abertura provocada por
esforços normais de tração
perpendiculares ao plano da trinca.
D
E
Modo misto em que ocorre
compressão hidrostática pura no
vértice do entalhe.
Modo de torção pura ao longo do
comprimento longitudinal da trinca.
Resposta incorreta
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
Gabarito Comentado
O Modo I é definido como o modo de
abertura ou de tração, no qual tensões
normais trativas atuam perpendicularmente
às faces da trinca, abrindo-a.
10 Desmarcar para revisão
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 afirmar que:
A
B
C
D
E
Não houve mudança na resistência
mecânica das lâminas de vidro, pois o
vidro é inerte ao HCl
A segunda lâmina tem sua resistência
mecânica diminuída, pois o HCl,
agindo na superfície, intensifica os
defeitos superficiais que são
concentradores de tensões.
A segunda lâmina tem sua resistência
mecânica aumentada, pois o HCl,
agindo na superfície, "consome" uma
pequena camada de vidro, diminuindo
os defeitos superficiais,
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.
A segunda lâmina tem sua resistência
mecânica aumentada, pois o HCl
agindo na superfície, forma novas
ligações cruzadas na estrutura do
vidro.
Resposta correta
Parabéns, você selecionou a
alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
Gabarito Comentado
A alternativa correta é a C, que afirma que
a segunda lâmina tem sua resistência
mecânica aumentada, pois o HCl, agindo
na superfície, "consome" uma pequena
camada de vidro, diminuindo os defeitos
superficiais, concentradores de tensões.
Isso ocorre porque o vidro é um material
frágil que apresenta muitas pequenas
trincas na superfície. Quando tracionado,
ocorre um intensificador da tensão nessas
trincas, levando ao rompimento. No
entanto, 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.