PROVA FRATURA DOS MATERIAIS 2017.2

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Avaliação: CCE1050_AV_201502376504 » FRATURA DOS MATERIAIS 
Tipo de Avaliação: AV 
Aluno: ---- 
Professor: JOAO MARQUES DE MORAES MATTOS Turma: 9001/AA 
Nota da Prova: 9,0 Nota de Partic.: 0 Av. Parcial 2 Data: 22/11/2017 15:06:15 
 
 1a Questão (Ref.: 201503576615) Pontos: 1,0 / 1,0 
Alguns aspectos da fratura associados à superfície gerada no rompimento do corpo de prova 
podem ser observados sem o auxílio de microscopia, sendo denominados de aspectos 
macroscópicos, como os mostrados nas figuras a seguir. 
 
Considerando a figuras anteriores, identifique os tipos predominantes de fratura (dúctil ou frágil) em (a) e em 
(b) e justifique sua resposta. 
 
 
Resposta: a ) Fratura Dúctil - Fratura com aspectos visíveis de deformação pós fratura, características em 
material de alta ductibilidade e baixa dureza. b ) Fratura Frágil - Fratura sem aspectos visíveis de deformação 
pós fratura, características em materiais de alta dureza e baixa ductibilidade. 
 
 
Gabarito: 
A figura (a) mostra superfícies de fratura predominantemente dúctil, caracterizada pelo conjunto taça-cone, 
enquanto a figura (b) mostra superfícies planas, características de fratura frágil. 
 
 
 2a Questão (Ref.: 201503576706) Pontos: 1,0 / 1,0 
Em projetos de engenharia, frequentemente nos deparamos com situações em que os componentes são 
submetidos a esforços mecânicos em temperaturas acima da temperatura ambiente. Nesse contexto, diversas 
estruturas/defeitos microscópicos, na ordem de grandeza atômica, como lacunas, discordâncias e contornos de 
grão se tornam mais suscetíveis à movimentação, resultando em deformações plásticas macroscópicas. 
Considerando as informações anteriores, identifique qual o mecanismo de fratura predominante. 
 
 
Resposta: Fratura por fluência, devido a atuação de um esforço mecânico em temperaturas acima da 
temperatura ambiente. 
 
 
Gabarito: Fratura por fluência. 
 
 
 3a Questão (Ref.: 201503540766) Pontos: 1,0 / 1,0 
O engenheiro projetista, assim como outros profissionais que se dedicam ao projeto de componentes 
mecânicos, deve possuir noções qualitativas e quantitativas das causas e dos tipos de fratura nos materiais. 
Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a um tipo de fratura. 
 
 
Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos. 
 
Fratura devido a altas taxas de deformação. 
 Fratura por fragilização por hidrogênio molecular. 
 
Fratura por fluência. 
 
Fratura por ressonância mecânica. 
 
 
 4a Questão (Ref.: 201503542063) Pontos: 1,0 / 1,0 
Em alguns ensaios de tração, conseguimos identificar superfícies de fratura características, como as mostradas 
na figura a seguir. 
 
Entre as opções a seguir, identifique aquela que melhor se adéqua a descrição das superfícies visualizadas. 
 
 
Côncavo-convexo. 
 
Cano-copo. 
 
Copo-panela. 
 Taça-cone. 
 
Cone-poliedro. 
 
 
 5a Questão (Ref.: 201503542081) Pontos: 1,0 / 1,0 
Em uma placa de dimensões infinitas quando comparada ao tamanho dos defeitos, é aplicada uma tensão de 
310 MPa. Atravessando esta placa, existe um furo elíptico, funcionando como um concentrador de tensões. 
Supondo que o fator de concentração seja de 3,1, determine aproximadamente a maior tensão que ocorre nas 
proximidades do furo. 
 
 
625,0 MPa 
 960,0 MPa 
 
10,0 MPa 
 
150,0 MPa 
 
125,0 MPa 
 
 
 6a Questão (Ref.: 201503542089) Pontos: 1,0 / 1,0 
A Mecânica da Fratura se bifurcou para tratar questões de engenharia, associadas ao regime elástico e de 
deformação e ao regime plástico de deformação, originando dois segmentos para a modelagem físico-
matemática: MECÂNICA DA FRATURA LINEAR ELÁSTICA (MFLE) e a MECÂNICA DA FRATURA ELASTO-
PLÁSTICA (MFEP). Com relação a estas duas vertentes da Mecânica da Fratura, só NÃO podemos afirmar: 
 
 
Se o campo de deformação plástico na ponta da trinca é pequeno (deformação elástica predominante) 
então utilizamos a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). 
 Se o campo de deformação elástico na ponta da trinca é pequeno (deformação elástica predominante) 
então utilizamos a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). 
 
Se o campo de deformação plástico na ponta da trinca não for desprezível (deformação plástica 
predominante) então utilizamos a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica (MFEP). 
 
Se a placa é espessa, provavelmente teremos um regime elástico de deformação na ponta da trinca, 
podendo-se utilizar a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). 
 
Se a placa é delgada, provavelmente teremos um regime plástico de deformação na ponta da trinca, 
podendo-se utilizar a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica (MFEP). 
 
 
 7a Questão (Ref.: 201503542150) Pontos: 1,0 / 1,0 
Geralmente, a trinca surge em um detalhe do material que representa um concentrador de tensões, o que pode 
ser representado por uma falha de fabricação ou manufatura, uma inclusão natural do material, como 
exemplificado no desenho esquemático a seguir. 
 
Identifique a opção que fornece CORRETAMENTE E EM SEQUÊNCIA DE OCORRÊNCIA as etapas do 
fenômeno da fratura por fadiga. 
 
 
Concentrador de tensões, propagação da trinca, iniciação da trinca, fratura do material. 
 Concentrador de tensões, iniciação da trinca, propagação da trinca, fratura do material. 
 
Concentrador de tensões, propagação da trinca, iniciação da trinca fratura do material. 
 
Concentrador de tensões, fratura do material, iniciação da trinca, propagação da trinca. 
 
Concentrador de tensões, propagação inicial da trinca, propagação da trinca, fratura do material. 
 
 
 8a Questão (Ref.: 201503545049) Pontos: 1,0 / 1,0 
Considerando as três fases do fenômeno da fadiga mostradas no gráfico a seguir, identifique o que 
significa KTh. 
 
 
 Valor de K para o qual há propagação de trinca em taxa igual a zero. 
 Valor de K para o qual não há praticamente propagação de trinca. 
 Valor de K para o qual há propagação de trinca resultando em fratura catastrófica. 
 Valor de K para o qual há propagação de trinca acelerada. 
 Valor de K para o qual há propagação de trinca desacelerada. 
 
 
 9a Questão (Ref.: 201503543949) Pontos: 0,5 / 0,5 
Com relação aos efeitos da temperatura e da tensão sobre a fluência, NÃO podemos afirmar: 
 
 O aumento da tensão provoca a diminuição da deformação inicial. 
 
O aumento da temperatura e da tensão provoca a diminuição do tempo de vida do corpo de prova até a 
ruptura. 
 
O aumento da temperatura provoca o aumento da taxa de deformação no período de fluência 
estacionária. 
 
O aumento da temperatura provoca o aumento da deformação inicial. 
 
O aumento da tensão provoca o aumento da taxa de deformação no período de fluência estacionária. 
 
 
 10a Questão (Ref.: 201503545254) Pontos: 0,5 / 0,5 
Uma peça quadrada de lado igual a 50mm, espessura igual a 20mm foi fabricada 
com aço SAE 1020. Para prendê-la a parede, foi feito um furo circular central de 
diâmetro igual a 10mm, pelo qual passará um parafuso, como na figura a seguir. 
 
Sabendo-se que a força a ser aplicada na mesma é igual a 100 kN, e que o limite de escoamento do aço é 
200MPa, determine a tensão máxima nos arredores do furo. 
 
 313 MPa. 
 
100 MPa. 
 
150 MPa. 
 
300 MPa. 
 
250 MPa.