LISTA DE EXERCICIOS MECÂNICA DA FRATURA

Prévia do material em texto

LISTA DE EXERCICIOS – MECÂNICA DA FRATURA
1- Cite pelo menos duas situações nas quais a possibilidade de uma falha e parte integrante do projeto.
2 -Estime as resistências a tração teóricas para os materiais cerâmicos listados a seguir:
 Modulo de Elasticidade(GPa)
Nitreto de Silício 304
Oxido de Zircônio 205
Carbeto de Silício 345
Oxido de Alumínio 393
3 - Qual a magnitude da tensão máxima que existe na extremidade de uma trinca interna que possui um raio de curvatura de 2,5 x 10-4mm e um comprimento de trinca de 2,5 x10-2mm quando uma tensão de tração de 170 MPa e aplicada.
4 -Estime a resistência a fratura teórica para um material frágil quando se tem o conhecimento que a fratura ocorre mediante a propagação de uma trinca de superfície com formato elíptico, que possui comprimento de 0,25mm e raio de curvatura de 1,2 x 10-3 mm, quando uma tensão de 1200 MPa e aplicada.
5 -Um corpo de prova de um material cerâmico que possui um modulo de elasticidade de 300 GPa e puxado em tração com uma tensão de 900 MPa. Informar se o corpo de prova ira fraturar numa situação em que o seu “defeito mais serio” e uma trinca interna com comprimento de 0,30 mm e raio de curvatura na extremidade de 5x10-4mm. Por quê?
6-Um componente de poliestireno não deve falhar quando uma tensão de tração de 1,25 MPa for aplicada. Determine o comprimento máximo permissível para uma trinca de superfície, se a energia de superfície do poliestireno e de 0,50 J/m2.
Assuma um modulo de elasticidade de 3,0 MPa
8 – Um orifício cilíndrico de 25 mm de diâmetro passa através da espessura de uma chapa de aço com 15 mm de espessura, 100 mm de largura e 400 mm de comprimento.
a) Calcule a tensão na aresta deste orifício quando uma tensão de tração de 50 MPa e aplicada em uma direção ao longo do comprimento.
b) Calcule a tensão na aresta do orifício quando tensão de tração de 50 MPa e aplicada ao longo da largura.
9- Cite as diferenças significativas que existem entre:
a) Fator de intensidade de tensão
b) Tenacidade a fratura em tensão plana
c) Tenacidade a fratura em deformação plana
10 – Para cada uma das ligas listadas abaixo, calcule a espessura mínima do componente para a qual a condição deformação e valida.
11 – Um corpo de prova fabricado em aço 4340, possui tenacidade a fratura em deformação plana de 45 MPa√m. Este corpo de prova esta sujeito a uma tensão de 1000 MPa. Verificar se o corpo de prova ira (ou não) fraturar, sabendo-se que a maior trinca existente em sua superfície possui 0,75 mm de comprimento. Justificar.
Admita que o fator Y = 1.0.
12- Um dado componente de uma aeronave e fabricado a partir de uma liga de alumínio que possui uma tenacidade a fratura em deformação plana de 35 MPa√m.
Foi determinado que a fratura ocorre quando se tem um nível de tensão 250 MPa e o comprimento máximo de uma trinca interna e de 2.0 mm.
Para estes mesmos componentes e liga, dizer se a fratura ira ocorrer em um nível de tensão de 325 MPa, se o comprimento máximo de uma trinca interna for de 1.0mm.
Por quê?
13– Descreva duas técnicas de ensaios não destrutivos usadas para determinação de defeitos internos e superficiais em ligas metálicas
14 – Calcule o comprimento de uma trinca interna máxima permissível para um componente em liga de alumínio 7075-T651 que se encontra carregado a uma tensão que equivale a metade do seu limite de escoamento. Assuma que Y = 1.35
Dados: Lim escoamento = 495 MPa; KIc = 24 MPa√m