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1 a Questão (Ref.: 201503698068) Acerto: 1,0 / 1,0 Os materiais estruturais são projetados para funcionar no regime de deformação elástica, ou seja, cessado o estímulo da deformação, o corpo retorna às suas dimensões originais, previstas no projeto. Quando um componente estrutural passa a apresentar deformação plástica (aquela que não desaparece com o cessar do estímulo), provavelmente perdeu suas características dimensionais necessárias ao funcionamento de uma estrutura maior no qual se encontra inserido, como mostrado na figura a seguir. Com relação ao exposto e considerando a figura anterior, determine qual o tipo de fratura provavelmente exemplificada. Fratura devido a altas taxas de deformação. Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos. Fratura por sobrecarga. Fratura por ressonância magnética. Fratura por fadiga. 2 a Questão (Ref.: 201503697630) Acerto: 1,0 / 1,0 É responsabilidade do engenheiro projetista se assegurar que o componente idealizado não sofra falhas que resultem em fraturas e que trabalhe dentro das tolerâncias de variações dimensionais determinadas no projeto. Para tanto, é necessário que este profissional conheça os diversos tipos de fratura e suas causas. Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a um tipo de fratura. Fratura por sobrecarga. Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos Fratura por ressonância magnética. Fratura devido a altas taxas de deformação. Fratura por fadiga. 3 a Questão (Ref.: 201503699364) Acerto: 1,0 / 1,0 Em algumas situações em que ocorre a interação entre elementos envolvidos na composição do material, ocorre a fragilização do contorno de grão, criando um caminho preferencial para trincas. Considerando o exposto, qual o tipo de fratura mais adequada para ser associada ao contexto? Hipergranular. Hipogranular. Transgranular. Intergranular. Supergranular. 4 a Questão (Ref.: 201503699359) Acerto: 1,0 / 1,0 Considerando a figura a seguir, que descreve as fases de um corpo que sofreu deformação plástica, identifique-as corretamente. Estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios, cisalhamento da superfície e fratura. Cisalhamento da superfície, estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios e fratura. Nucleação de vazios, estricção, coalescimento de vazios, cisalhamento da superfície e fratura. Coalescimento de vazios, nucleação de vazios, estricção, cisalhamento da superfície e fratura. Fratura, estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios e cisalhamento da superfície. 5 a Questão (Ref.: 201503699367) Acerto: 1,0 / 1,0 O fator de concentração de tensões (Kt) associado a alguma descontinuidade é função da geometria desta. Nas situações reais de engenharia, via de regra, muitas destas descontinuidades não apresentam geometria simples. Desta forma, algumas aproximações para tais descontinuidades são feitas, supondo estas como elementos geométricos conhecidos. Entre as opções a seguir, indique aquela que indica uma forma geométrica geralmente aceita para representar uma descontinuidade. Retângulo. Elípse. Losango. Quadrado. Triângulo. 6 a Questão (Ref.: 201503699365) Acerto: 1,0 / 1,0 As descontinuidades ou mudanças bruscas na seção existente em um elemento estrutural provocam uma redistribuição do campo de tensões e deformações nas suas proximidades em que as linhas do campo de tensão são mais densas nas proximidades da descontinuidade. Neste contexto, é definido o fator de concentração de tensões (Kt), que é um número adimensional, ou seja, sem unidade, e que é dado pela razão entre as tensões. Considerando as opções a seguir, identifique qual representa CORRETAMENTE o Kt. Kt = σ min / σmédia Kt = σ média / σvariável Kt = σ variável / σmédia Kt = σmédia / σ máx Kt = σ máx / σmédia 7 a Questão (Ref.: 201503699429) Acerto: 1,0 / 1,0 A Mecânica da Fratura Elasto-plástica considera que o campo de deformação plástico na ponta da trinca não é desprezível (deformação plástica predominante) e promove efetivamente deformação plástica. A expressão anterior, apresentada por Alan A. Griffith σc=√((2Eγs)/πa) é modificada, assumindo a forma: σc=√((2E(γs+γP))/πa). Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja associação está INCORRETA: E: módulo de elasticidade. γs: é o módulo de energia de superfície específica. σc: é a tensão crítica necessária a para a nucleação de uma trinca em um material. γP: é a energia associada à deformação plástica. a: é a metade do comprimento de uma trinca interna. 8 a Questão (Ref.: 201503699391) Acerto: 1,0 / 1,0 A Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) assume como premissa para desenvolver seu modelo teórico que as deformações que ocorrem na ponta de um defeito básico de um material (neste contexto o defeito considerado é uma trinca de ponta aguda) seguem essencialmente o padrão elástico. A teoria que conduz a Mecânica Linear da Fratura pode ser introduzida a partir da expressão a seguir, apresentada por Alan A. Griffith: σc=(2Eγs / πa) 1/2 Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja associação está INCORRETA: π: constante relacionada ao tipo de fratura. a: é a metade do comprimento de uma trinca interna. E: módulo de elasticidade. γs: é o módulo de energia de superfície específica. σc: é a tensão crítica necessária a para propagação de uma trinca em um material. 9 a Questão (Ref.: 201503701240) Acerto: 1,0 / 1,0 Sobre os modelos físico-matemáticos que descrevem o fenômeno da falha por fadiga, podemos afirmar, com EXCEÇÃO de: O modelo S-N é o mais antigo, sendo muito utilizado em projetos de componentes mecânicos que funcionam em regime rotativo, como eixos virabrequim de automóveis. O ensaio de flexão rotativa é um ensaio de fadiga a baixas ciclos ¿ FBC e é realizado a partir de campo de tensões-trativo e compressivo até ocorrer a ruptura do corpo de prova. Existem várias técnicas de ensaio relacionadas à curva S-N, originadas a partir dos experimentos de Wöhler, que submeteu um eixo giratório em balanço a um carregamento de flexão. A grande dispersão de dados na curva S-N é uma função da grande quantidade de corpos de prova utilizados e suas diferenças macro e microestruturais. No modelo S-N, considera-se que períodos de inatividade na utilização do componente não são significativos para o fenômeno da fadiga se o corpo estiver em um ambiente não corrosivo. 10 a Questão (Ref.: 201503702542) Acerto: 1,0 / 1,0 Com relação ao fenômeno da fratura sob fadiga, só NÂO podemos afirmar: A trinca geralmente surge em um detalhe do material que representa um concentrador de tensões, o que pode ser representado por uma falha de fabricação ou manufatura. Mesmo um material sem defeitos superficiais pode apresentar detalhes concentradores de tensão, como extrusões e inclusões oriundas do deslizamento de planos atômicos. A propagação da trinca ocorre quando o material está submetido a tensões trativas que resultem em tensões acima do limite de escoamento na ponta da trinca. A fratura também pode se originar em um "defeito" superficial, como riscos, ângulos vivos, rasgos de chaveta, fios de rosca e mossas oriundas de pancadas As trincas se propagam a partir da atuação das tensões dinâmicas sobre o material somente quando estas assumem valores acima do limite de escoamento do material.
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