Lista de exercicios ensaio de fadiga

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Ensaios e Conformação Mecânica
8º Lista de exercícios – Ensaio de fadiga
Foi executado um ensaio de fadiga no qual a tensão média foi de 70 Mpa e a amplitude de oscilação igual a 210 Mpa. Calcule:
Tensões máxima e mínima.
Relação de variação das tensões, Rf.
Uma barra cilíndrica de aço 1045 é submetida a esforços de tração-compressão, e os resultados do ensaio de fadiga são mostrados na figura a seguir. Se a amplitude da carga aplicada e 66.700 N, calcule o diâmetro mínimo que essa barra deve apresentar para não sofrer ruptura por fadiga.
Uma peça cilíndrica 6,4 mm de diâmetro, fabricada com uma liga de alumínio, e os resultados do ensaio de fadiga são mostrados na figura a seguir, é submetido a esforços alternados de tração e compressão. Se as tensões máximas de tração e compressão são respectivamente, 5430N e -5430N. Determine sua vida à fadiga.
Os dados obtidos em um ensaio de fadiga de um aço-liga são apresentados na tabela a seguir:
	Amplitude de oscilação (Mpa)
	Número de ciclos (N)
	470
	10.000
	440
	30.000
	390
	100.000
	350
	300.000
	310
	1.000.000
	290
	3.000.000
	290
	10.000.000
	290
	100.000.000
Monte um gráfico σa versus log N utilizando esses dados.
Qual é o limite de resistência desse aço á fadiga?
Determine a vida à fadiga para amplitude de oscilação iguais a 415 MPa e 275 MPa.
Estime as resistências à fadiga para N=2.104 e N=6.105.
Admitindo que os dados do exercício anterior se refiram a um ensaio de flexão rotativa e que esse material foi utilizado na fabricação de um eixo de automóvel que, em operação, gira a uma velocidade de 600 rotações por minuto. Quais as vidas em fadiga, admitindo movimento contínuo do veiculo, para os seguintes níveis de tensões máximos: 450 MPa, 380MPa e 275 MPa?
Um componente mecânico (eixo) produzido em aço-ferramenta apresenta como resultado do ensaio de fadiga o gráfico a seguir. Esse eixo deve ter 2,44 m de comprimento e operará em condições rotativas de carregamento continuo por um ano, submetido a uma carga de 0,05 Mn (50 kN). Sabendo que o componente fará uma evolução por minuto (Ciclo), determine o diâmetro mínimo que satisfaça essas restrições. Faça um esboço do gráfico σ x N (tensão x numero de ciclos) para materiais ferrosos e materiais não ferrosos. Cite três fatores que melhoram o comportamento dos materiais em fadiga e três fatores que prejudicam esse comportamento.
A fadiga se inicia em eixos pelo surgimento de uma pequena trinca, que ocorre em consequência das solicitações repetidas e, em continuidade, esta trinca se propaga até que sua área seja suficientemente grande. Como resultado, a resistência à fadiga do material torna-se muito pequena e ocorre sua ruptura como ilustrado na figura abaixo.
Considerando o fenômeno de fadiga presente em diversos elementos de máquinas quando submetidos a cargas flutuantes, avalie as afirmações que se seguem.
I. A falha por fadiga pode ocorrer para uma tensão inferior ao limite de ruptura do material.
II. Os concentradores de tensões, como rasgos de chavetas, aceleram o processo de fadiga.
III. Tensões compressivas na superfície do material não exercem influência sobre o fenômeno de fadiga.
IV. Eixos fabricados com materiais dúcteis não sofrem fadiga.
É correto apenas o que se afirma em:
A) I.		B) II.		C) III.		D) I e II.		E) II e III.
A fadiga é classificada como um tipo de falha que ocorre em materiais submetidos a tensões cíclicas. Nessas circunstâncias, é possível que o material sofra uma fratura sob uma tensão inferior ao limite de escoamento.
A resistência à fadiga é sensível em relação a algumas variáveis. Considerando um projeto de um sistema mecânico, essas variáveis incluem.
I. Geometria.
II. Temperatura.
III. Acabamento superficial.
IV. Composição química do meio.
É correto o que se afirma em:
A) I e II, apenas.
B) III e IV, apenas.
C) I, II e III, apenas.
D) II, III e IV, apenas.
E) I, II, III e IV.