Aula 01 de fratura dos materiais

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Fratura dos Materiais
Prof. João Mattos
Aula 1
Tipos de Falhas por Fratura
Definição de Fratura
Fratura é a separação ou fragmentação de um corpo sólido em duas ou mais partes sob ação de tensão e em consequência do surgimento e propagação de trincas. 
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura por Sobrecarga
Os materiais estruturais são projetados para funcionar no regime de deformação elástica, ou seja, cessada o estímulo da deformação, o corpo retorna às suas dimensões originais, previstas no projeto. 
Tipos de Falhas por Fratura
Gráfico Tensão-Deformação
O gráfico tensão-deformação de engenharia presente revela as diversas fases de deformação pelas quais um corpo de prova de seção reta circular passa ao ser submetido a uma carga de tração gradativamente crescente. 
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura devido a Altas Taxas de Deformação (Carga de Impacto)
Em algumas situações, materiais reconhecidamente dúcteis apresentam fratura frágil. Isto ocorre em função da incapacidade da rede atômica em responder plasticamente. 
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura por Ressonância Mecânica
Todos os materiais apresentam frequências naturais de vibração quando solicitados externamente. O fenômeno da ressonância mecânica ocorre quando o estímulo externo ocorre na mesma frequência natural de vibração do material, provocando amplitudes de vibração cada vez maiores, até que o objeto sofra fratura. 
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura devido a Existência de Trincas
As fraturas presentes nos cordões de solda geralmente se originam devido a solidificação de volumes do cordão de solda em diferentes intervalos de tempo, o que pode originar um campo de tensões residuais mesmo após o material encontrar-se completamente solidificado.
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura por Fadiga
A falha ou fratura por fadiga ocorre quando o material é submetido a tensões cíclicas como ocorre, por exemplo, em aeronaves, componentes de máquinas e pontes. 
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura por Fluência
Componentes projetados submetidos a baixas tensões mecânicas estáticas e também a temperaturas superiores às temperaturas ambientes sofrem deformação, havendo a possibilidade real de ocorrer fratura.
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura por Corrosão sob Tensão
A fratura por corrosão sob tensão ocorre quando um componente estrutural é submetido a tensão e a ambientes corrosivos simultaneamente.
Tipos de Falhas por Fratura
Fratura por Fragilização por Hidrogênio
Diferentemente do hidrogênio molecular H2, o hidrogênio atômico, H, origina a fratura comumente denominada “fratura por fragilização por hidrogênio”. Este tipo de fratura ocorre quando o hidrogênio atômico encontra-se inserido na rede cristalina do material
Tipos de Falhas por Fratura
Exercício
Um aço é escolhido para a fabricação de uma haste que foi submetida a tensão estática abaixo do limite de resistência do material, em temperaturas superiores a temperatura ambiente. Após alguns meses de uso, a haste se rompeu. Determine qual foi provavelmente o fenômeno que motivou a fratura.
Tipos de Falhas por Fratura
Exercício
Para transpor um rio, um grupamento militar construíu uma estrutura capaz de suportar a passagem dos soldados e suas viaturas. Ao comandar o deslocamento do grupo de militares, o comandante esqueceu de ordenar que o fizessem “sem cadência”, ou seja, que não marchassem sobre a ponte. Após alguns minutos de travessia, a estrutura se rompeu. Determine qual foi provavelmente o fenômeno que motivou a fratura.
Tipos de Falhas por Fratura
Exercício
Em 28 de janeiro de 1986, alguns minutos após seu lançamento, o ônibus espacial Challenger explodiu. Como possível falha foi apontada o rompimento de anel de borracha (o-ring) associado aos tanques de combustível. O rompimento ocorreu em consequência da baixa temperatura em que o anel vedador foi submetido. Determine qual foi provavelmente o fenômeno que motivou a fratura.
João Marques de Moraes Mattos 
O docente é graduado pelo Instituto Militar de Engenharia – IME e concluiu o doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela Universidade Federal do Rio de Janeiro em 2003. Atualmente é professor da universidade Estácio de Sá e do Instituto Militar de Engenharia – IME. Atua na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em cerâmicos avançados.
http://lattes.cnpq.br/6456132028816817
Tipos de Falhas por Fratura
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