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PROBLEMAS DE MECÂNICA DA FRATURA ELASTICA LINEAR 
 
Uma placa grande contendo uma trinca central passante de 50 mm de comprimento, fratura quando carregada com uma tensão de 500 MPa. Determine a tensão de fratura se ela tivesse uma trinca de 100 mm de comprimento. [354 MPa]. 
Um cilindro do motor de foguete pode ser fabricado a partir de 2 aços: 
aço de baixo carbono com limite de escoamento 1,2 GPa e tenacidade à fratura de 70 MPa√m. 
aço maraging com limite de escoamento de 1,8 GPa e tenacidade à fratura de 50 MPa√m. 
Um código relevante especifica uma tensão de projeto de σe/1,5. Calcule o tamanho mínimo de um defeito tipo trinca que pode levar a fratura frágil em serviço para cada um dos materiais e comente os resultados. [4,9; 1,1 mm]. 
Uma barra de secção transversal de 100 x 20 mm é carregada por uma força de 250 kN como mostrado na figura ao lado. Determine qual o comprimento critico de uma trinca se a tenacidade à fratura para este material é de 50 MPa√m. [ 14 mm ].
 
3) Um corpo de prova feito a partir de uma liga de aço 4340, que possui uma tenacidade à fratura em deformação plana de 45 MPa√m, está exposto a uma tensão de 1000 MPa. Dizer se esse corpo de prova irá experimentar fratura, se se tem conhecimento de que a maior trinca de superfície possui 0,75 mm (0,03 pol.) de comprimento. Por quê? Admita que o parâmetro Y possui um valor de 1,0.[ 927MPa] Explicar
 
Uma tira longa pode ser fabricada a partir de 2 diferentes materiais: 
Material resistente com limite de escoamento de 700 MPa e tenacidade à fratura no estado plano de deformação de 100 MPa√m. 
Material frágil, limite de escoamento em 1400 MPa e e tenacidade à fratura no estado plano de deformação de 50 MPa√m. 
Esta tira possui uma trinca central passante. Coloque em gráfico a tensão de fratura versus comprimento de trinca para cada material devido a fratura frágil e colapso plástico. Comente a correlação entre estes gráficos 
6.Um componente fabricado a partir de placas soldadas de 10 mm de espessura é submetido à flexão como mostrado na figura. A fabricação grosseira leva a expectativa da existência de 01 trinca de 2 mm de comprimento a partir da raiz da solda. Múltiplas falhas em serviço ocorrem quando as propriedades mecânicas do metal depositado são como as apresentadas em (b) abaixo. A mudança para as condições apresentadas em (a) e (c) evitaria o problema? 
Deposição (a) (b) (c) 
Escoamento( MPa ) 600 800 1000 
Tenacidade ( MPa√m ) 120 90 60 
7) Um dado componente de uma aeronave é fabricado a partir de uma liga de alumínio que possui uma tenacidade à fratura em deformação plana de 35 MPavm. Foi determinado que a fratura ocorre quando se tem um nível de tensão de 250 MPa comprimento máximo (ou crítico) de uma trinca interna é de 2,0 mm . Para esses mesmos componente e liga, dizer se a fratura irá ocorrer em um nível de tensão de 325 MPa se o comprimento máximo de uma trinca interna for de 1,0 mm Por quê?32MPa√m] EXPLICAR
 8) Um corpo de prova cilíndrico de tração possui as seguintes dimensões: Comprimento inicial da parte útil = 70 mm e Diâmetro da parte útil = 14 mm. Se a carga de escoamento e a carga máxima atingida no ensaio são respectivamente 54648 N e 80048 N, calcule as tensões limite de escoamento e de resistência do material.
9) Uma peça de avião fabricada a partir de uma liga de alumínio que possui KIC = 40 MPa.m1/2 e que a fratura desta ocorre em nível de tensão de 365 MPa quando o comprimento máximo de uma trinca interna é de 2,5 mm. Para essa mesma peça, calcule o nível de tensão no qual a fratura irá ocorrer para um comprimento crítico de trinca interna de 4.0 mm. [288MPa]
	Carga (N) 
	Comprimento (mm) 
	0 
	75,000 
	4.740 
	75,025 
	9.140 
	75,050 
	12.920 
	75,075 
	16.540 
	75,113 
	18.300 
	75,150 
	20.170 
	75,225 
	22.900 
	75,375 
	25.070 
	75,525 
	26.800 
	75,750 
	28.640 
	76,500 
	30.240 
	78,000 
	31.100 
	79,500 
	31.280 
	81,000 
	30.820 
	82,500 
	29.180 
	84,000 
	27.190 
	85,500 
	24.140 
	87,000 
	18.970 
	88,725 
	Fratura 
	 
10) Um corpo de prova em ferro fundido dúctil, que possui uma seção reta retangular com dimensões de 4,8 mm x 15,9 mm, é deformado em tração. Usando os dados de carga-alongamento tabulados abaixo, responda às questões de a) até f).
(a) Plote os dados na forma de tensão x deformação; (b) Calcule o módulo de elasticidade; (c) Determine a Tensão Limite de Escoamento para uma pré-deformação de 0,002; (d) Determine a Tensão Limite de Resistência à tração desta liga; (e) Calcule o módulo de resiliência; (f) Qual a ductilidade, em alongamento percentual?
11) Os dados que foram coletados de um ensaio de impacto Charpy de ferro fundido dúctil encontram-se tabulados a seguir: 
 
	Temperatura (oC) 
	Energia de Impacto (J) 
	-25 
	124 
	-50 
	123 
	-75 
	115 
	-85 
	100 
	-100 
	73 
	-110 
	52 
	-125 
	26 
	-150 
	9 
	-175 
	6 
Plote os dados na forma de energia de impacto em função da temperatura. 
 
Determine uma temperatura de transição dúctilfrágil como sendo a temperatura que corresponde à média entre as energias de impacto máxima e mínima. 
 
Determine uma temperatura de transição dúctilfrágil como sendo aquela em que a energia de impacto é de 80 J. 
 
 Utilizando a película tipo “insulfilm” nos vidros, com a finalidade de reduzir o calor gerado pela insolação, podemos afirmar que sua função é:
 a) isolar termicamente o vidro, sendo sua principal função o bloqueio total da convecção solar.
 b) criar um anteparo refletivo, de forma que propicie que uma parte dos raios solares sejam refletidos para a atmosfera novamente.
 c) não permitir que a luz solar penetre para dentro do recinto, desta forma bloqueando a transferência de calor por convecção e condução.
 d) isolar termicamente o vidro, sendo sua principal função o bloqueio da transferência de calor do tipo condução térmica que, desta forma, evita que os raios solares sejam conduzidos pelo vidro.
 e) isolar termicamente o vidro, sendo sua principal função o bloqueio parcial da transfer