2a parte

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1.
		Considerando a figura a seguir, que retrata um ciclo completo de trabalho de uma aeronave (taxiamento na pista, decolagem, deslocamento de cruzeiro, ocorrência de turbulência, aterrissagem e taxiamento final), identifique a fase em que é menos provável a propagação de trincas.
 
	
	
	
	Taxiamento na pista.
	
	
	Aterrissagem.
	
	
	Ocorrência de turbulência.
	
	
	Decolagem.
	
	
	Deslocamento de cruzeiro.
	
Explicação:
Durante o taxiamento, o gráfico mostra que existem tensão compressivas (parte negativa do gráfico), estado em que as trincas provavelmente não se propagarão.
	
	
	
	 
		
	
		2.
		(ENADE 2008)
 
                                                              
                                                         
Durante uma turbulência, um trecho da superfície externa da parte superior da asa de um avião, indicado na figura, estará sujeito a solicitações mecânicas de tração e de compressão na direção ortogonal ao eixo principal da aeronave. Tais solicitações ocasionam fadiga cíclica no elemento de superfície considerado. Considere os três tipos de diagramas de solicitações a seguir (tensão normal × tempo)
 
                                               
Considerando que a tensão na região indicada na figura seja nula no caso de um voo sem turbulência, qual(is) dos diagramas acima descreveria(m) melhor a situação em um voo sob turbulência?
 
	
	
	
	B, apenas
	
	
	A, apenas
	
	
	A e B, apenas
	
	
	C, apenas
	
	
	B e C, apenas
	
Explicação:
Fadiga
	
	
	
	 
		
	
		3.
		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:
	
	
	
	"a" está associado ao tamanho da trinca o tamanho.
	
	
	"N" é o número de ciclos
	
	
	"A" é a área da seção reta do corpo.
	
	
	"da/dN" é a taxa de crescimento da trinca em função do número de ciclos.
	
	
	"m" é um fator exponencial pertencente ao conjunto dos números reais positivos.
	
Explicação:
"A" é uma constante associada ao corpo, porém não é a área da seção reta do mesmo.
	
	
	
	 
		
	
		4.
		Considerando-se o modelo de Paris e Erdogan para análise do fenômeno da fadiga, assinale a opção CORRETA:
	
	
	
	No modelo de Paris-Erdogan, podemos identificar quatros estágios, denominados pelos algarismos romanos I, II, III e IV.
	
	
	A expressão de Paris-Erdogan representa muito bem os três estágios da propagação de trinca, servindo como excelente ferramenta de projeto para os engenheiros.
	
	
	No estágio II, a deformação na ponta da trinca pode estender-se através dos grãos, conferindo um caráter essencialmente plástico a propagação da trinca.
	
	
	No estágio I, ocorrem grandes taxas de crescimento da trinca.
	
	
	No estágio III, ocorrem taxas de crescimento de trinca superiores à 10-5 m/ciclo, porém não há envolvimento de descontinuidades no processo de crescimento da trinca.
	
Explicação:
.
	
	
	
	 
		
	
		5.
		Durante a propagação da trinca, duas morfologias superficiais surgem em alguns materiais, como mostrado na figura a seguir.
Identifique a opção que fornece denominação CORRETA dessa morfologia.
	
	
	
	Estrias.
	
	
	Marcas de praia.
	
	
	Marcas de deformação.
	
	
	Ondulações.
	
	
	Marcas de fadiga.
	
Explicação:
.
	
	
	
	 
		
	
		6.
		Alguns estudos mostram que cerca de 90% das falhas ocorrem por fadiga do material. Algumas medidas simples podem tornar a vida útil de um componente maior, ou seja, aumentar o número de ciclos que ele suportará antes de romper ou ser substituído. O polimento da superfície é uma dessas medidas que proporciona:
	
	
	
	A passivação da superfície externa
	
	
	A eliminação de pequenas trincas superficiais
	
	
	A criação de uma microcamada protetora
	
	
	A eliminação de trincas internas
	
	
	A eliminação das primeiras camadas atômicas que, pelo contato com a atmosfera, apresentam suas ligações atômicas "fragilizadas".
	
Explicação:
Pequenas trincas superficiais podem iniciar o processo
	
	 
		
	
		1.
		Com relação aos efeitos da temperatura e da tensão sobre a fluência, NÃO podemos afirmar:
	
	
	
	O aumento da tensão provoca a diminuição da deformação inicial.
	
	
	O aumento da temperatura e da tensão provoca a diminuição do tempo de vida do corpo de prova até a ruptura.
	
	
	O aumento da tensão provoca o aumento da taxa de deformação no período de fluência estacionária.
	
	
	O aumento da temperatura provoca o aumento da deformação inicial.
	
	
	O aumento da temperatura provoca o aumento da taxa de deformação no período de fluência estacionária.
	
Explicação:
O aumento da tensão provoca o aumento da deformação inicial.
	
	
	
	 
		
	
		2.
		Na maioria das vezes, a obtenção de dados em ensaios normais em laboratório para posterior utilização em projetos de engenharia é de difícil execução, uma vez que para temperaturas em torno da temperatura ambiente, o ensaio pode durar anos. Para minimizar o problema, existem métodos de extrapolação de dados, entre os quais o método de Larson-Miller, que utiliza dados coletados em ensaios realizados a temperaturas superiores às requeridas na prática e tensões compatíveis àquelas a serem utilizadas no projeto de engenharia. O uso de temperaturas mais altas abrevia o ensaio.
O método citado utiliza a expressão a seguir.
m =T (C+logtr)
Considerando os termos dessa expressão, identifique aquele que apresenta identificação INCORRETA.
	
	
	
	m - é o parâmetro de Larson-Miller.
	
	
	tr - é o tempo de ruptura em horas.
	
	
	T - é a temperatura absoluta de execução do ensaio.
	
	
	C - é uma constante do material (comumente na ordem de 20).
	
	
	Log: logaritmo na base "2".
	
Explicação:
Log - significa logaritmo na base "10".
	
	
	
	 
		
	
		3.
		Nas "engenharias", existem diversos ensaios que visam determinar as características dos matérias, entre os quais encontram-se o que está representado na figura a seguir. Assinale a opção que identifica o ensaio representado.
	
	
	
	Ensaio de corrosão.
	
	
	Ensaio de fluência.
	
	
	Ensaio de flexão.
	
	
	Ensaio de tração uniaxial a temperatura ambiente.
	
	
	Ensaio de fadiga.
	
Explicação:
O corpo de prova está submetido a tensão e temperatura, o que vai ao encontro do ensaio de fluência.
	
	
	
	 
		
	
		4.
		Nos vários ramos das Engenharia existe uma faixa de temperatura ampla de utilização dos componentes. Muitas vezes uma estrutura é utilizada a temperaturas ambientes e, em outras, a temperaturas bem elevadas, como no caso de uma turbina de avião. Nessas situações em que o componente fica submetido a elevadas temperaturas e tensões constantes, uma falha típica é denominada:
	
	
	
	Fratura por fadiga
	
	
	Fratura por impacto
	
	
	Fratura por ressonância
	
	
	Fratura por fluência
	
	
	Fratura por fragilização do hidrogênio
	
Explicação:
Definição de fratura por fluência
	
	
	
	 
		
	
		5.
		Na Ciência dos Materiais, a realização de ensaios que reproduzam condições análogas as de utilização dos componentes é muito comum. No ensaio de fluência, dois aspectos são importantes:
	
	
	
	Manutenção de força constante sobre o CP e redução da temperatura até a transição dúctil - frágil.
	
	
	 Manutenção de força constante sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Aplicação de força crescente sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Aplicação de forças decrescentes sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
	
	Aplicação de taxas altas de força sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura).
	
Explicação:
Condições para o ensaio de fluência6.
		A temperatura e a tensão influenciam a taxa de deformação no fenômeno da fluência. Para temperaturas significativamente abaixo de 0,4Tf, a taxa de deformação não varia após a deformação inicial, porém o mesmo não ocorre em temperaturas acima deste limite. Analisando o gráfico a seguir, NÃO podemos afirmar:
	
	
	
	A T2 a fluência é mais intensa que a T3.
	
	
	A T3 a fluência é mais intensa que a T2.
	
	
	A T3 a fluência é máxima.
	
	
	A T2 a fluência é mais intensa que a T1.
	
	
	A T3 a fluência é mais intensa que a T1.
	
Explicação:
Quanto maior a temperatura, maior é a intensidade do fenômeno da fluência e tem-se que T3 > T2, logo a fluência é mais intensa em T3.
	
	
	
		1.
		A corrosão é um processo químico de degradação de um material que pode ser associado às reações químicas de oxidação e de redução. Quanto a essas reações, é correto afirmar que:
	
	
	
	A reação de oxidação pode ocorrer com perda de elétrons
	
	
	A reação de redução ocorre com perda de elétrons
	
	
	Nas duas reações (oxidação e redução) ocorrem ganhos de elétrons
	
	
	A reação de oxidação pode ocorrer com ganho de elétrons
	
	
	A reação de oxidação ocorre  com perda de elétrons
	
Explicação:
Definição
	
	
	
	 
		
	
		2.
		A corrosão é um processo químico de degradação de um material. Um exemplo típico é a oxidação do ferro ("ferrugem"). Dessa forma, a corrosão é um aspecto importante a ser considerado num projeto. O alumínio é um metal que apresenta a característica de formar um pequeno filme impermeável na superfície (óxido de alumínio) quando em contato com o oxigênio. Esse filme promove uma "selagem" que protege naturalmente o alumínio do processo de corrosão. A esse fenômeno denomina-se:
	
	
	
	Anodização
	
	
	Passivação
	
	
	Galvanização
	
	
	Catodização
	
	
	Aeração diferencial
	
Explicação:
Camada de passivação.
	
	
	
	 
		
	
		3.
		A composição de eletrodos metálicos e soluções eletrolíticas é denominada de pilha eletrolítica. No caso particular de eletrodos de Fe-Cu, como exemplificado na figura, identifique a o item CORRETO.
	
	
	
	Reação de oxidação: Fe + 2e- ⇒ Fe2+ (anodo)
	
	
	Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (anodo)
	
	
	Reação de redução: Cu2+ ⇒ Cu + 2e- (catodo)
	
	
	Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (catodo)
	
	
	Reação de redução: Cu2+ + 2e-⇒ Cu (anodo)
	
Explicação:
A reação de oxidação tem como característica a perda de elétrons, o que pode ser visto em "Fe ⇒ Fe2+ + 2e- "; e o eletrodo em que isso ocorre é denominado de anodo.
	
	
	
	 
		
	
		4.
		A série galvânica dos elementos e substâncias descreve a maior ou menor susceptibilidade destes em se comportar como anodo ou catodo . Entre os elementos a seguir, selecione aquele que apresenta MAIOR caráter anódico:
	
	
	
	Chumbo.
	
	
	Platina.
	
	
	Magnésio.
	
	
	Zinco.
	
	
	Ouro.
	
Explicação:
Ananlisando a tabela fornecida, vemos que o "magnésio e suas ligas" ocupa o "topo" da lista dos materiais com comportamento anódico (atentar para o sentido da seta na tabela).
	
	
	
	 
		
	
		5.
		Alguns metais como o cromo, o ferro, o níquel, o titânio e alumínio e suas ligas apresentam a capacidade de criar uma camada de óxido muito fina e aderente, que desempenha o papel de isolar o material da atmosfera oxidante, como mostrado esquematicamente na figura.
Identifique o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno.
	
	
	
	Ativação.
	
	
	Cementação.
	
	
	Abrasão.
	
	
	Corrosão.
	
	
	Passivação.
	
Explicação:
O fenômeno é denominado de passivação, termo que sugere que o corpo se torna passivo em relação a corrosão.
	
	
	
	 
		
	
		6.
		O aço inoxidável é um material apresenta altos teores de cromo (~11%) em solução sólida, o que permite ao mesmo quando em contato como oxigênio formar uma fina camada de óxido de cromo, tão fina que se torna imperceptível ao olho humano, protegendo-o contra a corrosão. Identifique o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno.
	
	
	
	Cementação.
	
	
	Abrasão.
	
	
	Passivação.
	
	
	Ativação.
	
	
	Corrosão.
	
Explicação:
 O fenômeno recebe o nome de passivação, sugerindo que o material se torna inerte (ou passivo) em relação a corrosão.
	
 
		
	
		1.
		Existe um tipo de corrosão que afeta as borrachas como o estireno e o nitrilo butadieno entre outros (figura a seguir). Na presença de ozônio, o fenômeno se torna mais intenso, uma vez que este composto afeta as ligações duplas presentes nestes compostos, diminuindo a resistência mecânica dos mesmos.
Identifique a opção que menciona corretamente o tipo de corrosão de que trata o texto anterior:
	
	
	
	Corrosão galvânica.
	
	
	Corrosão sob fadiga.
	
	
	Corrosão sob tensão.
	
	
	Fragilização por hidrogênio.
	
	
	Corrosão-erosão.
	
Explicação:
Fratura típica em material submetido a tensão.
	
	
	
	 
		
	
		2.
		Em relação à fratura por fragilização por hidrogênio, é correto afirmar que:
	
	
	
	Pode ocorrer tanto devido a presença de hidrogênio molecular como do hidrogênio atômico na estrutura cristalina de um metal
	
	
	Ocorre devido a presença de hidrogênio atômico na estrutura cristalina de um metal
	
	
	O sulfeto de hidrogênio é utilizado para eliminar o hidrogênio da estrutura cristalina de um metal e, assim, mitigar a fragilização por esse elemento.
	
	
	Todos os materiais apresentam a mesma probabilidade de sofrer fratura por fragilização do hidrogênio
	
	
	Ocorre devido a presença de hidrogênio molecular na estrutura cristalina de um metal
	
Explicação:
definição
	
	
	
	 
		
	
		3.
		O fenômeno conhecido como fratura assistida pode ser resumido como a ação de fatores mecânicos em conjunto com fatores ambientais, como a corrosão. A seguir são feitas algumas afirmativas.
I - Um componente de uma estrutura antes de ser colocado em operação será tratado termicamente para que ocorra difusão dos átomos de hidrogênio de sua rede cristalina. Essa é uma maneira de minimizar a fratura por fragilização de hidrogênio.
II - Um componente submetido a esforços cíclicos em ambiente corrosivo terá maior probabilidade de falhar por fadiga sob corrosão.
III -  A fratura por corrosão sob tensão nunca acontece em aços inoxidáveis.
São verdadeiras:
	
	
	
	Apenas I e II
	
	
	Todas
	
	
	Apenas I
	
	
	Apenas II e III
	
	
	Apenas I e III
	
Explicação:
definições de fratura assistida.
	
	
	
	 
		
	
		4.
		A fratura em um elemento pode ocorrer com a combinação de alguns fatores: os esforços mecânicos e o ambiente. Por exemplo, quando um componente está sujeito a tensões cíclicas e, simultaneamente a um ambiente corrosivo, a fratura por fadiga é potencializada. Essa união de fatores é genericamente denominada:
	
	
	
	fratura múltipla
	
	
	fratura não linear
	
	
	fratura simples
	
	
	fratura conjugada
	
	
	fratura assistida pelo ambiente
	
Explicação:
Fratura assistida pelo meio ambiente quando o meio ambiente é um dos fatores (corrosão ou fragilização por hidrogênio)
	
	
	
	 
		
	
		5.
		Considerando o fenômeno da fragilização por hidrogênio, podemos afirmar, com EXCEÇÃO de:
	
	
	
	O hidrogênio molecular H2, assim como hidrogênio atômico, H, provoca o que normalmente denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio".
	
	
	As ligas de estrutura atômica cúbica de face centrada (CFC) como os aços inoxidáveis austeníticos, as ligas de alumínio e as ligas de cobre possuem boa resistência a fragilização por hidrogênio.
	
	
	Este tipo de fragilização ocorre quando o hidrogênio atômico encontra-se inserido na rede cristalina do material.
	
	
	A susceptibilidade dos materiais a este fenômeno é variável. Para aços de altíssima resistência mecânica (1.600 MPa), o hidrogênio presente no ar atmosférico pode gerar significativa diminuição KIEAC.
	
	
	Como forma de minimizar o problema causado pelo hidrogênio, pode-se considerara execução de tratamento térmico que promova a difusão do hidrogênio através da rede cristalina e sua consequente saída do material.
	
Explicação:
Somente o hidrogênio atômico, H, provoca denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio".
	
	
	
	 
		
	
		6.
		Com relação ao fenômeno da "fadiga assistida pelo meio ambiente", NÃO podemos afirmar:
	
	
	
	Formas de evitar a fadiga sob corrosão conjugam as formas vistas de se evitar o fenômeno da corrosão em conjunto com o fenômeno da fadiga.
	
	
	A corrosão por pites cria pequenos orifícios na superfície do material, fazendo o papel de pequenas trincas superficiais.
	
	
	A fadiga sob corrosão é uma rara ocorrência em peças metálicas que operam em ambientes de atmosfera salina.
	
	
	As formas de corrosão desempenham papel fundamental neste fenômeno, criando concentradores de tensão.
	
	
	A frequência dos esforços cíclicos influencia a fadiga sob corrosão, pois quanto menor a frequência, maior o tempo em que a trinca ficará submetida a esforços trativos e, portanto, aberta, sendo exposta a atmosfera oxidante.
	
Explicação:
Em atmosfera salina temos a corrasão como um fenômeno comum; e quando a peça está submetida a esforços cíclicos, temos corrão e fadiga atuando simultaneamente.
	
 
		
	
		1.
		Considere que num projeto, determinado componente ficará sujeito em sua seção crítica à tensão média de 120 MPa. Suponha que exista um vazio tal que o efeito multiplicador da tensão seja de 1,8. O material a ser utilizado terá tensão de escoamento igual a Y. Indique a opção em que o valor de Y NÃO estará adequado para evitar falhas na operação do componente.
	
	
	
	400 MPa
	
	
	240 MPa
	
	
	180 MPa
	
	
	280 MPa
	
	
	350 MPa
	
Explicação:
Tensão de escoamento deverá ser menor que a tensão máxima.
	
	
	
	 
		
	
		2.
		A tensão média que atuará na seção crítica de um componente é de 180 MPa. Suponha que exista um vazio tal que o efeito multiplicador da tensão seja de 2,0. O material a ser utilizado para confecção do componente terá tensão de escoamento igual a X. Indique a opção em que o valor de X estará adequado para não ocorrer falhas na operação do componente.
 
	
	
	
	180 MPa
	
	
	200 MPa
	
	
	350 MPa
	
	
	280 MPa
	
	
	400 MPa
	
Explicação:
Tensão de escoamento deverá ser maior que a tensão máxima.
	
	
	
	 
		
	
		3.
		Na seleção de materiais que envolvem tensão e temperatura, utilizamos:
	
	
	
	A expressão de Larson-Miller.
	
	
	A tenacidade a fratura crítica.
	
	
	Os gráficos de concentradores de tensão.
	
	
	A expressão da/dN.
	
	
	A tenacidade a fratura.
	
Explicação:
A expressão de Larson-Miller é uma forma de prever a vida útil de um material submetido a tensão e temperatura.
	
	
	
	 
		
	
		4.
		A fratura por corrosão sob tensão é facilmente observada em estruturas submetidas a cargas em ambientes corrosivos. Até mesmo materiais relativamente inertes e com boa ductilidade quando submetidos a estas condições apresentam pequenas trincas, que se propagam e resultam em fraturas frágeis, o que geralmente não ocorria se o material não fosse submetido a tamanha severidade corrosiva.
Escolha CORRETAMENTE uma forma usual (sem descaracterizar a sua aplicação) de diminuir a ação sobre o material descrita anteriormente.
	
	
	
	Utilização de anodo de sacrifício.
	
	
	Não submissão do material a tensões.
	
	
	Não exposição do material a ambientes corrosivos.
	
	
	Utilização de catodo de sacrifício.
	
	
	Utilização de um material nobre que sofrerá corrosão preferencialmente.
	
Explicação:
Uma solução usual (sem descaracterizar a sua aplicação) de diminuir a ação sobre o material descrita anteriormente é a utilização de anodos de sacrifício, pois se retirarmos o material de atmosfera corrosiva ou deixarmos de aplicar tensões, poderemos estar descaracterizando a aplicação para o qual o material foi projetado. No caso da opção que menciona ¿catodo de sacrífico¿, o mesmo não é utilizado, muito menos materiais nobres sofrem corrosão preferencialmente.
	
	
	
	 
		
	
		5.
		Na seleção de materiais que envolvem esforços cíclicos, utilizamos:
	
	
	
	A tenacidade a fratura.
	
	
	Os gráficos de concentradores de tensão.
	
	
	A expressão de Larson-Miller.
	
	
	A tenacidade a fratura crítica.
	
	
	A expressão da/dN.
	
Explicação:
A expressão da/dN nos fornece uma relação entre propagação da trinca e o número de ciclos e é típica do estudo da fadiga.
	
	
	
	 
		
	
		6.
		Suponha uma peça componente de um sistema mecânico submetida ao esforço normal trativo.  A tensão média na seção crítica é de 180 MPa. Suponha que exista um vazio tal que o efeito multiplicador da tensão seja de 1,8. Sendo assim, a tensão máxima atuante nesse componente, sob as condições iniciais apresentadas é de:
	
	
	
	100 MPa
	
	
	324 MPa
	
	
	300 MPa
	
	
	180 MPa
	
	
	181,8 MPa
	
Explicação:
Basta multiplicar a tensão média pelo fator multiplicativo.