Estácio PROVA AV1 FADIGA

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02/12/2017 Estácio
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Avaliação: CCE1050_AV_201201529557 » FRATURA DOS MATERIAIS
Tipo de Avaliação: AV
Aluno: 201201529557 - ALAN LIMA CALADO
Professor: JOAO MARQUES DE MORAES MATTOS
 
Turma: 9001/AA
Nota da Prova: 6,5 Nota de Partic.: 1 Av. Parcial 2 Data: 10/11/2017 20:32:59
 
 1a Questão (Ref.: 201202744973) Pontos: 0,5 / 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 imagem exposta mostra a típica superfície taça-cone, caracteristica da fratura dúctil , com deformação
plástica .
 
 
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.
 
 
Fundamentação do(a) Professor(a): Resposta parcialmente aceita.
 
 2a Questão (Ref.: 201202745064) Pontos: 0,0 / 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: As Trincas, elas se propagam a partir atuação das das tensões dinâmicas sobre o material somente
quando estas assume valores acima do limite de escoamento do material.
 
 
Gabarito: Fratura por fluência.
 
 
Fundamentação do(a) Professor(a): Resposta incorreta.
 
 3a Questão (Ref.: 201202710410) Pontos: 1,0 / 1,0
Todos os materiais apresentam frequências naturais de vibração quando solicitados externamente. Um caso famoso
se refere a ponte sobre o Estreito de Tacoma, mostrado na figura a seguir, em Washington nos Estados Unidos, em
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novembro de 1940, quando ventos com velocidade média de 70km/h provocaram modos de vibração longitudinais
(ao logo da ponte) e modos de vibração torsionais, que resultaram na ruptura da ponte.
Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a uma afirmação correta.
No fenômeno da ressonância, podemos considerar que os corpos oscilantes assumem amplitude máxima
quando submetidos a determinadas frequências.
Considerando apenas fenômeno da ressonância, uma tropa de soldados pode atravessar uma ponte
caminhando normalmente (sem cadência) sem problemas de eventuais fraturas.
O fenômeno da ressonância mecânica ocorre quando o estímulo externo ocorre na mesma frequência natural
de vibração do material
 Na prevenção do fenômeno da ressonância, devemos considerar que os esforços cíclicos atuantes sobre uma
estrutura devem reproduzir as frequências naturais dessa estrutura.
A fratura devido a ressonância ocorre quando o corpo apresenta amplitudes de vibração cada vez maiores
quando solicitado.
 
 4a Questão (Ref.: 201202710412) Pontos: 1,0 / 1,0
Existem basicamente dois tipos de fratura, a dúctil e a frágil. O primeiro tipo se caracteriza pela dissipação de
energia utilizada no processo na forma de deformação plástica, enquanto o segundo tipo apresenta deformação
plástica praticamente nula. Na figura a seguir, existem dois corpos de prova, sendo que um deles apresenta uma
deformação característica (indicada pela seta), cuja denominação correta encontra-se em um dos itens a seguir. 
Identifique o item mencionado anteriormente.
Afinamento.
Empernamento.
 Empescoçamento.
Encolhimento.
Entroncamento.
 
 5a Questão (Ref.: 201202710427) Pontos: 0,0 / 1,0
A abordagem aceitável no dimensionamento de um projeto consiste em determinar o fator de concentração de
tensões (Kt > 1) associado a alguma descontinuidade geométrica. Este valor, multiplicado pela tensão nominal,
indica o nível de tensões efetivo na região de descontinuidade. O fator de concentração de tensões é uma recurso
quantitativo associado à segurança, que poderá ser utilizado pelo projetista.
Com relação a este fator, PODEMOS afirmar:
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0 < Kt < 1
 Kt > 1
 Kt = 1
0 < Kt < 0,5
Kt < -1
 
 6a Questão (Ref.: 201202710489) Pontos: 1,0 / 1,0
Após os fatores de segurança de um projeto serem considerados, se estabeleceu que uma chapa de aço de grandes
dimensões (infinita em comparação com os defeitos presentes), fabricada com KIC =60 MPa.m1/2 com limite a
escoamento (deformação plástica) igual a 500 MPa (a chapa não deve ser solicitada acima deste limite). Sabendo-
se que os defeitos máximos de fabricação da chapa alcançam 0,5mm no máximo, determine a tensão crítica para
propagação da trinca.
600 MPa aprox.
 1.500 MPa aprox.
750 MPa aprox.
3.000 MPa aprox.
1.000 MPa aprox.
 
 7a Questão (Ref.: 201202713605) Pontos: 1,0 / 1,0
As trincas se propagam a partir da atuação das tensões dinâmicas sobre o material. Mesmo submetendo o material
a tensões abaixo do limite de escoamento, na ponta da trinca temos um valor superior a este limite devido a
atuação de concentrador de tensões deste defeito. Como a tensão é cíclica, o material pode sofrer diversas
combinações de tensão, que de forma simplificada podem ser expressas por tração-tração, tração-"tensão nula" e
tração-compressão, como pode ser observado na figura a seguir.
Considerando uma ordem crescente de severidade dos estados de tensão para ocorrência de fratura por
fadiga, PODEMOS afirmar que:
a=b=c
 c>b>a
b>c>a
a>b>c
c>a>b
 
 8a Questão (Ref.: 201202713404) Pontos: 1,0 / 1,0
Analisando historicamente o desenvolvimento do estudo da fadiga, observa-se que a partir da década de 1960,
houve uma nova abordagem do fenômeno, valorizando-se dois aspectos: a nucleação da trinca e o crescimento da
mesma, sendo este último representado pela expressão a seguir: da/dN=A.∆Km Com relação aos itens seguintes,
só NÂO podemos afirmar:
"da/dN" é a taxa de crescimento da trinca em função do número de ciclos.
 "A" é a área da seção reta do corpo.
"N" é o número de ciclos
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"a" está associado ao tamanho da trinca o tamanho.
"m" é um fator exponencial pertencente ao conjunto dos números reais positivos.
 
 9a Questão (Ref.: 201202713574) Pontos: 0,5 / 0,5
No que se refere à corrosão dos metais, podemos entender o processo a partir de reações eletroquímicas, em que
há uma reação de oxidação (perda de elétrons) e outra reação de redução (ganho de elétrons). O local em que
ocorre a oxidação é denominado de anodo, enquanto o local onde ocorre a redução é o catodo.
Considerando um metal genérico "M", identifique o item CORRETO.
Reação de redução: Mn+ + ne- ⇒ M (anodo)
Reação de redução: M ⇒ Mn+ + ne- (anodo)
Reação de oxidação: M ⇒ Mn+ + ne- (catodo)
Reação de oxidação: M ⇒ Mn+ - ne- (anodo)
 Reação de oxidação: M ⇒ Mn+ + ne- (anodo)
 
 10a Questão (Ref.: 201202713400) Pontos: 0,5 / 0,5
A mecânica da fratura linear elástica - MFLE é utilizada em conjunto com as modelagens químicaspara
compreensão do fenômeno da corrosão, sendo ferramenta essencial no entendimento das condições que conduzem
a fratura. Com relação a MFLE só NÃO podemos afirmar:
 O valor de KIEAC para ligas de alumínio é o que possui maior definição no gráfico obtido por este ensaio para
obtenção de KIC.
O dispositivo adaptado para utilização em meio corrosivo possui uma célula de corrosão com solução que
simula o efeito do ambiente em que a peça irá operar.
O valor de KIEAC de aços e ligas de titânio aparece bem definido no gráfico obtido por este ensaio para
obtenção de KIC.
Na adaptação do método para uso em corrosão, constata-se que existe um valor K abaixo do qual não
ocorre crescimento subcrítico de trinca (KIEAC do material, onde EAC é - "Environment Assisted Cracking").
Embora seja um método consagrado para determinação em laboratório do valor de KIC, descrito na norma
ASTM E-399, sua variação para utilização em ambientes corrosivos não se encontra ainda normatizada,
Período de não visualização da prova: desde 01/09/2017 até 24/11/2017.