fratura dos materiais

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1. 
 
 
(ENADE 2008) A existência de fratura frágil em materiais dúcteis gerou a necessidade de se 
compreender melhor os mecanismos de fratura. As pesquisas permitiram a quantificação das relações 
existentes entre as propriedades dos materiais, o nível de tensão, a presença de defeitos geradores de 
trincas e os mecanismos de sua propagação. Os projetistas podem, dessa forma, antecipar e prevenir 
falhas estruturais. Tendo por base os princípios da mecânica da fratura, utilizada na análise de falhas 
de amostras ensaiadas de forma controlada, assinale a opção correta. 
 
 
O fator de concentração de tensão é a medida da resistência de um material à fratura frágil 
quando uma trinca está presente, e está relacionado ao comprimento da trinca e à tensão 
aplicada. 
 
Os valores de tenacidade à fratura são maiores nos materiais frágeis que nos materiais dúcteis. 
 
 
Denomina-se tenacidade à fratura o valor crítico do fator de intensidade de tensão para o qual 
ocorre uma extensão da trinca. 
 
A condição de deformação plana na análise de mecânica da fratura é encontrada em placas 
finas, em que a direção de deformação zero é paralela à superfície da placa. 
 
A tenacidade à fratura, por ser uma propriedade intrínseca do material, é independente da 
temperatura, taxa de deformação e microestrutura. 
 
 
 
Explicação: 
Definição. 
 
 
 
 
 
2. 
 
 
(DNIT 2006 - Fundação José Pelúcio Ferreira (FJPF) ) O 
processo de fratura de um metal dúctil pressupõe que, antes que 
a trinca se propague, ocorra uma deformação plástica localizada 
em sua vizinhança, que é denominada a zona plástica na ponta da 
trinca. O termo CTOD, que é a abreviatura da expressão inglesa 
crack tip opening displacement, representa: 
 
 
A condição elastoplástica posterior da integral J nos campos de tensão-deformacão em uma 
trinca; 
 
A distância entre duas trincas semi-elípticas em um metal com comportamento elastoplástico. 
 
A distância entre duas trincas consecutivas e elípticas em um metal com comportamento linear 
elástico; 
 
 
O trabalho produzido pelas forças externas aplicadas no corpo de prova entalhado; 
 
 
A distância entre as duas superfícies de uma trinca, medida na ponta da trinca; 
 
 
 
Explicação: 
LETRA D - CTOD 
 
 
 
 
 
3. 
 
 
É amplamente aceito que a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica é 
essencial para a análise e escolha de aços de médio e baixo 
carbono. 
Entre as opções a seguir, escolha a que MELHOR se adequa a 
esta afirmação. 
 
 
Isto ocorre em consequência da alta fragilidade destes aços. 
https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp
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Isto ocorre em consequência da presença de deformação plástica nos processos de fratura 
destes aços. 
 
Isto ocorre em consequência da corrosão que acompanha os aços de baixo e médio carbono. 
 
Isto ocorre em consequência das corriqueiras fraturas frágeis presentes nestes aços. 
 
Isto ocorre em consequência da deformação essencialmente elástica destes materiais. 
 
 
 
Explicação: 
De uma forma simples, podemos considerar que quanto maior o teor de carbono de um aço, menor será a 
sua ductilidade. 
 
 
 
 
 
4. 
 
 
A Mecânica da Fratura Elasto-plástica considera que o campo de 
deformação plástico na ponta da trinca não é desprezível 
(deformação plástica predominante) e promove efetivamente 
deformação plástica. A expressão anterior, apresentada por Alan 
A. Griffith σc=√((2Eγs)/πa) é modificada, assumindo a 
forma: σc=√((2E(γs+γP))/πa). 
Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja 
associação está INCORRETA: 
 
 
 
σc: é a tensão crítica necessária a para a nucleação de uma trinca em um material. 
 
γs: é o módulo de energia de superfície específica. 
 
E: módulo de elasticidade. 
 
a: é a metade do comprimento de uma trinca interna. 
 
γP: é a energia associada à deformação plástica. 
 
 
 
Explicação: 
π: é a constante "pi", cujo valor aproximado é 3,1415..., sem nenhuma relação com o tipo de fratura. 
 
 
 
 
 
5. 
 
 
A Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) assume como 
premissa para desenvolver seu modelo teórico que as 
deformações que ocorrem na ponta de um defeito básico de um 
material (neste contexto o defeito considerado é uma trinca de 
ponta aguda) seguem essencialmente o padrão elástico. A teoria 
que conduz a Mecânica Linear da Fratura pode ser introduzida a 
partir da expressão a seguir, apresentada por Alan A. Griffith: 
σc=(2Eγs / πa)
1/2
 
Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja 
associação está INCORRETA: 
 
 
γs: é o módulo de energia de superfície específica. 
https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp
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E: módulo de elasticidade. 
 
 
 π: constante relacionada ao tipo de fratura. 
 
a: é a metade do comprimento de uma trinca interna. 
 
σc: é a tensão crítica necessária a para propagação de uma trinca em um material. 
 
 
 
Explicação: 
π: é a constante "pi", cujo valor aproximado é 3,1415..., sem nenhuma relação com o tipo de fratura. 
 
 
 
 
 
6. 
 
 
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.m
1/2 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. 
 
 
3.000 MPa aprox. 
 
 
1.500 MPa aprox. 
 
600 MPa aprox. 
 
750 MPa aprox. 
 
1.000 MPa aprox. 
 
 
 
Explicação: 
Considerando a expressão KIC=Yσ_c.√πa, tem-se que tensão crítica é dada por: σc=KIC/(Y√πa) 
Substituindo-se os valores do enunciado σc=KIC/(Y√πa)=60/(1.√(π.0,0005))=1.500MPa aprox. 
 
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