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FRATURA DOS MATERIAIS 1. Ref.: 3553136 Pontos: 1,00 / 1,00 Considere um ensaio de tração em um corpo de provas (CP). A máquina que executa o ensaio envia dados para um computador que plota um gráfico tensão versus deformação. Genericamente, esse gráfico apresenta as regiões elástica e plástica. A tensão da transição entre essas regiões é denominada. Tensão de escoamento Tensão máxima de resistência à tração Tensão máxima Tensão média Tensão de ruptura 2. Ref.: 3553739 Pontos: 0,00 / 1,00 A análise da morfologia de uma seção fraturada revela muitas informações sobre o mecanismo da falha. Ao observar uma seção fraturada, nota-se a presença das ¿marcas de sargento¿. Esse aspecto morfológico é típico de fratura: Dúctil, em que não ocorre nenhuma deformação. Frágil, em que praticamente não ocorre deformação elástica. Dúctil, em que praticamente não ocorre deformação plástica. Dúctil, em que praticamente não ocorre deformação elástica. Frágil, em que praticamente não ocorre deformação plástica. 3. Ref.: 3552623 Pontos: 1,00 / 1,00 Fator de concentração de tensões apresenta-se sob diversas formas em um material. Nas alternativas abaixo, marque a única que não apresenta um fator de concentração de tensões típico: Uma trinca na superfície Uma superfície polida Um vazio no material de forma elíptica Uma descontinuidade na superfície Um vazio no material de forma cúbica 4. Ref.: 3291694 Pontos: 0,00 / 1,00 javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203553136.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203553739.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203552623.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203291694.'); A Mecânica da Fratura se bifurcou para tratar questões de engenharia, associadas ao regime elástico e de deformação e ao regime plástico de deformação, originando dois segmentos para a modelagem físico-matemática: MECÂNICA DA FRATURA LINEAR ELÁSTICA (MFLE) e a MECÂNICA DA FRATURA ELASTO-PLÁSTICA (MFEP). Com relação a estas duas vertentes da Mecânica da Fratura, só NÃO podemos afirmar: Se a placa é delgada, provavelmente teremos um regime plástico de deformação na ponta da trinca, podendo-se utilizar a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica (MFEP). Se o campo de deformação plástico na ponta da trinca é pequeno (deformação elástica predominante) então utilizamos a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). Se a placa é espessa, provavelmente teremos um regime elástico de deformação na ponta da trinca, podendo-se utilizar a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). Se o campo de deformação plástico na ponta da trinca não for desprezível (deformação plástica predominante) então utilizamos a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica (MFEP). Se o campo de deformação elástico na ponta da trinca é pequeno (deformação elástica predominante) então utilizamos a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). 5. Ref.: 3291669 Pontos: 1,00 / 1,00 Com relação ao fenômeno da fratura sob fadiga, só NÂO podemos afirmar: A trinca geralmente surge em um detalhe do material que representa um concentrador de tensões, o que pode ser representado por uma falha de fabricação ou manufatura. Mesmo um material sem defeitos superficiais pode apresentar detalhes concentradores de tensão, como extrusões e inclusões oriundas do deslizamento de planos atômicos. As trincas se propagam a partir da atuação das tensões dinâmicas sobre o material somente quando estas assumem valores acima do limite de escoamento do material. A fratura também pode se originar em um "defeito" superficial, como riscos, ângulos vivos, rasgos de chaveta, fios de rosca e mossas oriundas de pancadas A propagação da trinca ocorre quando o material está submetido a tensões trativas que resultem em tensões acima do limite de escoamento na ponta da trinca. 6. Ref.: 3291653 Pontos: 0,00 / 1,00 Considerando as três fases do fenômeno da fadiga mostradas no gráfico a seguir, identifique o que significa KTh. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203291669.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203291653.'); Valor de K para o qual há propagação de trinca resultando em fratura catastrófica. Valor de K para o qual há propagação de trinca desacelerada. Valor de K para o qual não há praticamente propagação de trinca. Valor de K para o qual há propagação de trinca em taxa igual a zero. Valor de K para o qual há propagação de trinca acelerada. 7. Ref.: 3291649 Pontos: 0,00 / 1,00 Um aço inoxidável será utilizado na fabricação de uma peça que será submetida a tensão de 150MPa a temperatura de 900K. Com base nas informações fornecidas, determine aproximadamente a vida do componente até a ruptura. OBS: O parâmetro de Larson-Miller é fornecido pelo gráfico da figura a seguir. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203291649.'); 181 horas. 191 horas. 171 horas. 161 horas. 151 horas. 8. Ref.: 3291654 Pontos: 1,00 / 1,00 Existem diversos casos de fratura sob corrosão, entre os quais aquele que ocorre tipicamente em aços inoxidáveis (a) em atmosfera de cloreto de sódio e nas ligas de cobre, como os latões (b), em ambiente amoniacal, como observado na figura a seguir. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203291654.'); Identifique a opção que menciona corretamente o tipo de corrosão de que trata o texto anterior: Fragilização por hidrogênio. Corrosão galvânica. Corrosão sob fadiga. Corrosão sob tensão. Corrosão-erosão. 9. Ref.: 3555474 Pontos: 1,00 / 1,00 O mecanismo de fratura pode estar associado a mais de um fator. Um componente submetido a esforços cíclicos em ambiente corrosivo terá maior probabilidade de falhar por: Fratura por fadiga sob corrosão. Fratura por clivagem. Fratura por corrosão sob tensão. Fratura por fragilização de hidrogênio. Fratura por aeração. 10. Ref.: 3291667 Pontos: 0,00 / 1,00 Uma peça quadrada de lado igual a 50mm, espessura igual a 20mm foi fabricada com aço SAE 1020. Para prendê-la a parede, foi feito um furo circular central de diâmetro igual a 10mm, pelo qual passará um parafuso, como na figura a seguir. javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203555474.'); javascript:alert('C%C3%B3digo%20da%20quest%C3%A3o:%203291667.'); Sabendo-se que a força a ser aplicada na mesma é igual a 100 kN, e que o limite de escoamento do aço é 200MPa, determine a tensão máxima nos arredores do furo. 313 MPa. 150 MPa. 300 MPa. 250 MPa. 100 MPa. Um ensaio muito comum na avaliação de propriedades mecânicas é o ensaio uniaxial de tração em um corpo de provas (CP). Nesse ensaio, um gráfico tensão versus deformação é gerado. Genericamente, esse gráfico apresenta as regiões elástica e plástica. As deformações não permanentes ocorridas em um corpo são denominadas: Deformações elásticas Deformações plásticas Deformações viscosas Deformações transientes Deformações estacionárias Respondido em 17/06/2021 10:53:08 Explicação: definição 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Existem basicamente dois tipos de fratura, a dúctil e a frágil. O primeiro tipo se caracteriza pela dissipação de energia utilizada no processo na forma de deformação plástica, enquanto o segundo tipo apresenta deformação plástica praticamente nula. Na figura a seguir, existem dois corpos de prova, sendo que um deles apresenta uma deformação característica (indicada pela seta), cuja denominação correta encontra-se em um dos itens a seguir. Identifique o item mencionado anteriormente. Afinamento. Encolhimento.Entroncamento. Empescoçamento. Empernamento. Respondido em 17/06/2021 10:55:33 Explicação: O termo correto é empescoçamento ou estricção. 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 As descontinuidades ou mudanças bruscas na seção existente em um elemento estrutural provocam uma redistribuição do campo de tensões e deformações nas suas proximidades em que as linhas do campo de tensão são mais densas nas proximidades da descontinuidade. Neste contexto, é definido o fator de concentração de tensões (Kt), que é um número adimensional, ou seja, sem unidade, e que é dado pela razão entre as tensões. Considerando as opções a seguir, identifique qual representa CORRETAMENTE o Kt. Kt = σ variável / σmédia Kt = σmédia / σ máx Kt = σ máx / σmédia Kt = σ min / σmédia Kt = σ média / σvariável Respondido em 17/06/2021 11:04:58 Explicação: O Kt representa um fator indica a multiplificação da tensão média por um número maior que 1, uma vez que nas proximidades do concentrador temos uma tensão maior que em outras partes do material. A expressão matemática desse parâmetro é Kt = σ máx / σmédia. 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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.m1/2 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. 600 MPa aprox. 3.000 MPa aprox. 750 MPa aprox. 1.000 MPa aprox. 1.500 MPa aprox. Respondido em 17/06/2021 11:05:06 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. 5a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 A falha por fadiga é muito presente na Engenharia e, por isso, deve ser considerada durante a fase de projeto e dimensionamento de algum componente. Em qual dos componentes abaixo é menos provável uma falha por fadiga: Eixos de transmissão de rotação. Coluna de um prédio urbano Tubos pressurizados Asa de um avião monomotor Vaso de pressão Respondido em 17/06/2021 10:56:36 Explicação: Não está sujeita a tensões cíclicas 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 (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 e C, apenas C, apenas A e B, apenas B, apenas A, apenas Respondido em 17/06/2021 10:56:52 Explicação: Fadiga 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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. Log: logaritmo na base "2". m - é o parâmetro de Larson-Miller. C - é uma constante do material (comumente na ordem de 20). tr - é o tempo de ruptura em horas. T - é a temperatura absoluta de execução do ensaio. Respondido em 17/06/2021 11:00:21 Explicação: Log - significa logaritmo na base "10". 8a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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 ocorre com perda de elétrons A reação de redução ocorre com perda de elétrons A reação de oxidação pode ocorrer com perda de elétrons A reação de oxidação pode ocorrer com ganho de elétrons Nas duas reações (oxidação e redução) ocorrem ganhos de elétrons Respondido em 17/06/2021 11:01:41 Explicação: Definição 9a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 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 simples fratura não linear fratura assistida pelo ambiente fratura conjugada fratura múltipla Respondido em 17/06/2021 11:02:04 Explicação: Fratura assistida pelo meio ambiente quando o meio ambiente é um dos fatores (corrosão ou fragilização por hidrogênio) 10a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 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 280 MPa 350 MPa 400 MPa 200 MPa Questão Todos os materiais apresentam frequências naturais de vibração quando solicitados externamente. Um caso famoso se refere a ponte sobre o Estreito de Tacoma, mostrado na figura a seguir, em Washington nos Estados Unidos, em novembro de 1940, quando ventos com velocidade média de 70km/h provocaram modos de vibração longitudinais (ao logo da ponte) e modos de vibração torsionais, que resultaram na ruptura da ponte. Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a uma afirmação correta. A fratura devido a ressonância ocorre quando o corpo apresenta amplitudes de vibração cada vez maiores quando solicitado. O fenômeno da ressonância mecânica ocorre quando o estímulo externo ocorre na mesma frequência natural de vibração do material Na prevenção do fenômeno da ressonância, devemos considerar que os esforços cíclicos atuantes sobre uma estrutura devem reproduzir as frequências naturais dessa estrutura. No fenômeno da ressonância, podemos considerar que os corpos oscilantes assumem amplitude máxima quando submetidos a determinadas frequências. Considerando apenas fenômeno da ressonância, uma tropa de soldados pode atravessar uma ponte caminhando normalmente (sem cadência) sem problemas de eventuais fraturas. Respondido em 08/06/2021 01:44:15 Explicação: Frase correta: "Na prevenção do fenômeno da ressonância, devemos considerar que os esforços cíclicos atuantes sobre uma estrutura NÃO devem reproduzir asfrequências naturais dessa estrutura", pois se isso ocorrer, a amplitude de vibração da estrutura se torna cada vez maior até que a mesma se rompe. 2 Questão Em algumas situações, como a verificada na figura a seguir, materiais reconhecidamente dúcteis apresentam fratura frágil. Isto ocorre em função da incapacidade da rede atômica em responder plasticamente ao campo de tensões que rapidamente se estabelece, ou seja, a rede cristalina não possui o tempo necessário para se movimentar e assim gerar a deformação. Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a uma afirmação correta. Um parâmetro importante no estudo da fratura a altas taxas de deformação é a temperatura de transição dúctil-frágil. Em laboratório, esta temperatura de transição dúctil-frágil é determinada através do ensaio de Charpy. No estudo desse tipo de fratura é importante saber até que temperatura a estrutura é capaz de absorver energia de deformação sem se fraturar catastroficamente. Esse tipo de fratura é facilitada pelo campo de deformação plástica que geralmente caracteriza as deformações em baixas temperaturas. Em laboratório, utilizamos o ensaio de Charpy para determinar parâmetros associados a esse tipo de fratura. Respondido em 08/06/2021 01:44:20 Explicação: À baixas temperaturas, há dificuldade de de movimentação da estrutura atômica do matarial, o que não contribui para deformação plástica. 3 Questão Um ensaio muito comum na avaliação de propriedades mecânicas é o ensaio uniaxial de tração em um corpo de provas (CP). Nesse ensaio, um gráfico tensão versus deformação é gerado. Genericamente, esse gráfico apresenta as regiões elástica e plástica. As deformações não permanentes ocorridas em um corpo são denominadas: Deformações plásticas Deformações viscosas Deformações estacionárias Deformações elásticas Deformações transientes Respondido em 08/06/2021 01:42:07 Explicação: definição 4 Questão Os materiais estruturais são projetados para funcionar no regime de deformação elástica, ou seja, cessado o estímulo da deformação, o corpo retorna às suas dimensões originais, previstas no projeto. Quando um componente estrutural passa a apresentar deformação plástica (aquela que não desaparece com o cessar do estímulo), provavelmente perdeu suas características dimensionais necessárias ao funcionamento de uma estrutura maior no qual se encontra inserido, como mostrado na figura a seguir. Com relação ao exposto e considerando a figura anterior, determine qual o tipo de fratura provavelmente exemplificada. Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos. Fratura por fadiga. Fratura por ressonância magnética. Fratura devido a altas taxas de deformação. Fratura por sobrecarga. Respondido em 08/06/2021 01:44:26 Explicação: Ao ser submetido a uma sobrecarga (carga além daquela prevista em projeto) o componente estrutural passa a apresentar deformação plástica, perdendo suas características estruturais e consequentemente sua forma original, como mostrado na figura. 5 Questão É responsabilidade do engenheiro projetista se assegurar que o componente idealizado não sofra falhas que resultem em fraturas e que trabalhe dentro das tolerâncias de variações dimensionais determinadas no projeto. Para tanto, é necessário que este profissional conheça os diversos tipos de fratura e suas causas. Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a um tipo de fratura. Fratura por ressonância magnética. Fratura por sobrecarga. Fratura por fadiga. Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos Fratura devido a altas taxas de deformação. Respondido em 08/06/2021 01:44:43 Explicação: Existe a fratura por ressonância, que é um fenômeno mecânico e não magnético. 6 Questão O engenheiro projetista, assim como outros profissionais que se dedicam ao projeto de componentes mecânicos, deve possuir noções qualitativas e quantitativas das causas e dos tipos de fratura nos materiais. Entre as opções a seguir, identifique aquela que NÃO corresponde a um tipo de fratura. Fratura devido a altas taxas de deformação. Fratura por ressonância mecânica. Fratura por fluência. Fratura por intensificação do campo de tensões devido a defeitos. Fratura por fragilização por hidrogênio molecular. FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A2_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. Considerando a figura a seguir, que descreve as fases de um corpo que sofreu deformação plástica, identifique-as corretamente. Coalescimento de vazios, nucleação de vazios, estricção, cisalhamento da superfície e fratura. Nucleação de vazios, estricção, coalescimento de vazios, cisalhamento da superfície e fratura. Cisalhamento da superfície, estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios e fratura. Fratura, estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios e cisalhamento da superfície. Estricção, nucleação de vazios, coalescimento de vazios, cisalhamento da superfície e fratura. Explicação: Esta sequência é a que normalmente os materiais dúcteis apresentam em um ensaio de deformação uniaxial. 2. Em algumas situações em que ocorre a interação entre elementos envolvidos na composição do material, ocorre a fragilização do contorno de grão, criando um caminho preferencial para trincas. Considerando o exposto, qual o tipo de fratura mais adequada para ser associada ao contexto? https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); Intergranular. Supergranular. Transgranular. Hipergranular. Hipogranular. Explicação: Como mencionado no enunciado, há a fragilização do contorno de grão do material, contexto em que essa mesma região é o caminho mais provável de rompimento de ligações, uma vez que oferece menor resistência. 3. Do ponto de vista microscópico, os materiais frágeis e cristalinos podem apresentar fraturas como consequência do rompimento de ligações atômicas em determinados planos, como mostrado na figura oriunda de Microscopia Eletrônica de Varredura - MEV a seguir. Considerando os aspectos cristalográficos, identifique qual opção apresenta a denominação CORRETA do tipo de fratura. Interzonal. Transcristalina. Transgranular. Intergranular. Transzonal. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Explicação: Este tipo de fratura ocorre através do contorno de grão, região que se mostra fragilizada em alguns materiais, originando a fratura intergranular. 4. Em alguns ensaios de tração, conseguimos identificar superfícies de fratura características, como as mostradas na figura a seguir. Entre as opções a seguir, identifique aquela que melhor se adéqua a descrição das superfícies visualizadas. Copo-panela. Cano-copo. Taça-cone. Cone-poliedro. Côncavo-convexo. Explicação: A denominação consagrada pela literatura específica é "taça-cone" em consequência da similaridadedas superfícies de fratura com estes objetos. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 5. A fratura frágil apresenta superfície de fratura relativamente plana, sem deformação plástica apreciável. Em alguns metais, podemos observar as assinaladas na figura a seguir. Entre as opções a seguir, identifique aquela que apresenta o termo comumente utilizado na literatura específica para descrevê-la. Marcas de ondulatórias. Marcas de fratura. Marcas elásticas. Marcas plásticas. Marcas de sargento. Explicação: As marcas são denominadas marcas de sargento, uma vez que se assemelham a divisas de sargento, graduação militar. 6. Existem basicamente dois tipos de fratura, a dúctil e a frágil. O primeiro tipo se caracteriza pela dissipação de energia utilizada no processo na forma de deformação plástica, enquanto o segundo tipo apresenta deformação plástica praticamente nula. Na figura a seguir, existem dois corpos de prova, sendo que um deles apresenta uma deformação característica (indicada pela seta), cuja denominação correta encontra-se em um dos itens a seguir. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Identifique o item mencionado anteriormente. Entroncamento. Empescoçamento. Encolhimento. Afinamento. Empernamento. Explicação: O termo correto é empescoçamento ou estricção. FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A3_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. As descontinuidades ou mudanças bruscas na seção existente em um elemento estrutural provocam uma redistribuição do campo de tensões e deformações nas suas proximidades em que as linhas do campo de tensão são mais densas nas proximidades da descontinuidade. Neste contexto, é definido o fator de concentração de tensões (Kt), que é um número adimensional, ou seja, sem unidade, e que é dado pela razão entre as tensões. Considerando as opções a seguir, identifique qual representa CORRETAMENTE o Kt. Kt = σmédia / σ máx Kt = σ min / σmédia Kt = σ máx / σmédia Kt = σ média / σvariável Kt = σ variável / σmédia Explicação: O Kt representa um fator indica a multiplificação da tensão média por um número maior que 1, uma vez que nas proximidades do concentrador temos uma tensão maior que em outras partes do material. A expressão matemática desse parâmetro é Kt = σ máx / σmédia. 2. O fator de concentração de tensões (Kt) associado a alguma descontinuidade é função da geometria desta. Nas situações reais de engenharia, via de regra, muitas destas descontinuidades não apresentam geometria simples. Desta forma, algumas aproximações para tais descontinuidades são feitas, supondo estas como elementos geométricos conhecidos. Entre as opções a seguir, indique aquela que indica uma forma geométrica geralmente aceita para representar uma descontinuidade. Triângulo. Elípse. Losango. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); Quadrado. Retângulo. Explicação: As formas geométricas comumente utilizadas para este fim são círculos e elípses. 3. Considere um corpo submetido a um ensaio de tração tal que a tensão normal média seja de 100 MPa. Se existe um pequeno furo circular neste corpo, funcionando como um concentrador de tensões e, supondo que o fator de concentração seja de 2,5, determine a maior tensão que ocorre nas proximidades do furo. 125,0 MPa. 150,0 MPa. 250,0 MPa. 625,0 MPa. 40,0 MPa. Explicação: Kt = σ máx / σmédia --> 2,5 = σ máx / 100 --> σ máx = 2,5 x 100 = 250 MPa 4. Os corpos podem apresentar descontinuidades que elevam a tensão em sua proximidades. São os fatores de concentração (Kt), como por exemplo, um entalhe na superfície. O fator de concentração é calculado como: A razão entre a tensão mínima e a tensão máxima. A razão entre a tensão máxima e a tensão mínima. A razão entre a tensão média e a tensão máxima. A razão entre a tensão máxima e a tensão média. A razão entre a tensão média e a tensão mínima. Explicação: Definição de fator de concentração https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 5. A abordagem aceitável no dimensionamento de um projeto consiste em determinar o fator de concentração de tensões (Kt > 1) associado a alguma descontinuidade geométrica. Este valor, multiplicado pela tensão nominal, indica o nível de tensões efetivo na região de descontinuidade. O fator de concentração de tensões é uma recurso quantitativo associado à segurança, que poderá ser utilizado pelo projetista. Com relação a este fator, PODEMOS afirmar: Kt < -1 0 < Kt < 0,5 Kt = 1 Kt > 1 0 < Kt < 1 Explicação: Como Kt é um fator que indica o efeito amplificador do detalhe concentrador de tensões, tem-se que o mesmo é maior que 1, pois se fosse menor que 1, não representaria aumento de tensão. 6. Em uma placa de dimensões infinitas quando comparada ao tamanho dos defeitos, é aplicada uma tensão de 310 MPa. Atravessando esta placa, existe um furo elíptico, funcionando como um concentrador de tensões. Supondo que o fator de concentração seja de 3,1, determine aproximadamente a maior tensão que ocorre nas proximidades do furo. 960,0 MPa 625,0 MPa 10,0 MPa 125,0 MPa 150,0 MPa Explicação: Kt = σ máx / σmédia --> 3,1 = σ máx / 310 --> σ máx = 3,1 x 310 = 960 MPa aproximadamente. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A4_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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.m1/2 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. 1.000 MPa aprox. 750 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. 2. A Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) assume como premissa para desenvolver seu modelo teórico que as deformaçõesque 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 https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja associação está INCORRETA: σc: é a tensão crítica necessária a para propagação de uma trinca em um material. E: módulo de elasticidade. γs: é o módulo de energia de superfície específica. a: é a metade do comprimento de uma trinca interna. π: constante relacionada ao tipo de fratura. Explicação: π: é a constante "pi", cujo valor aproximado é 3,1415..., sem nenhuma relação com o tipo de fratura. 3. (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 distância entre as duas superfícies de uma trinca, medida na ponta da trinca; 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; Explicação: LETRA D - CTOD 4. (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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 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. Denomina-se tenacidade à fratura o valor crítico do fator de intensidade de tensão para o qual ocorre uma extensão da trinca. A tenacidade à fratura, por ser uma propriedade intrínseca do material, é independente da temperatura, taxa de deformação e microestrutura. 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. Os valores de tenacidade à fratura são maiores nos materiais frágeis que nos materiais dúcteis. Explicação: Definição. 5. 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. Isto ocorre em consequência da presença de deformação plástica nos processos de fratura destes aços. Isto ocorre em consequência da deformação essencialmente elástica destes materiais. Isto ocorre em consequência das corriqueiras fraturas frágeis presentes nestes aços. Isto ocorre em consequência da corrosão que acompanha os aços de baixo e médio carbono. Explicação: De uma forma simples, podemos considerar que quanto maior o teor de carbono de um aço, menor será a sua ductilidade. 6. 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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp γs: é o módulo de energia de superfície específica. γP: é a energia associada à deformação plástica. E: módulo de elasticidade. a: é a metade do comprimento de uma trinca interna. Explicação: π: é a constante "pi", cujo valor aproximado é 3,1415..., sem nenhuma relação com o tipo de fratura. FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A5_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. As estrias de fadiga constituem uma ocorrência só observada com auxílio de microscopia eletrônica, MEV ou MET. Cada estria indica o quanto a trinca se propagou durante a rotina de trabalho do componete mecâncico. Marque a opção CORRETA. As estrias são uma consequência de esforços não dinâmicos. As estrias são uma consequência de processos naturais de envelhecimento do material. As estrias são uma consequência de esforços em um único sentido. As estrias são uma consequência de esforços cíclicos. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); As estrias são uma consequência de esforços hiperestáticos. Explicação: Cada estria representa um ciclo de propagação da trinca, ou seja, a distância entre as estrias indica o quanto a trinca se propagou em um ciclo completo das tensões aplicadas. 2. A falha por fadiga é muito presente na Engenharia e, por isso, deve ser considerada durante a fase de projeto e dimensionamento de algum componente. Em qual dos componentes abaixo é menos provável uma falha por fadiga: Tubos pressurizados Coluna de um prédio urbano Asa de um avião monomotor Eixos de transmissão de rotação. Vaso de pressão Explicação: Não está sujeita a tensões cíclicas 3. As fraturas por fadiga se iniciam em trincas internas ou superficiais, que por sua vez podem se iniciar em concentradores de tensão microscópicos (inferiores a 0,04cm) ou macroscópicos, ou mesmo terem surgido durante os processos de fabricação e de manufatura. Portanto, a trinca é o elemento essencial neste fenômeno, que pode ser segmentado em três estágios, entre os quais PODEMOS citar: Sumidouro da trinca. Deslizamento da trinca. Estancamento da trinca. Interrupção da trinca. Início da trinca. Explicação: As três etapas envolvendo o fenômeno da fratura por fadiga são: início da trinca, propagação da trinca e fratura do material. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asphttps://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 4. Um ramo muito fascinante da Engenharia é a análise de falhas em que o engenheiro consegue apontar suas possíveis causas. Muitos componentes na Engenharia falham devido ao fenômeno da fadiga. É uma característica presente nos corpos que fraturam por fadiga: Estarem submetidos a temperaturas elevadas. Estarem submetidos a temperaturas baixas. Estarem submetidos a tensões estáticas. Estarem submetidos a tensões cíclicas. Estarem submetidos a ambientes corrosivos. Explicação: A fadiga caracteriza-se pelo carregamento cíclico 5. Na Engenharia, muitas falhas ocorrem devido a fraturas de algum componente do sistema. Analisando a morfologia da fratura é possível fazer algumas afirmações acerca do tipo de fratura ocorrida. Quando existem as denominadas "marcas de praia", a fratura associada é denominada: Fratura por fragilização do hidrogênio Fratura por fluência Fratura por fadiga Fratura por impacto Fratura por ressonância Explicação: Morfologia da fratura por fadiga 6. Geralmente, a trinca surge em um detalhe do material que representa um concentrador de tensões, o que pode ser representado por uma falha de fabricação ou manufatura, uma inclusão natural do material, como exemplificado no desenho esquemático a seguir. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Identifique a opção que fornece CORRETAMENTE E EM SEQUÊNCIA DE OCORRÊNCIA as etapas do fenômeno da fratura por fadiga. Concentrador de tensões, propagação da trinca, iniciação da trinca, fratura do material. Concentrador de tensões, iniciação da trinca, propagação da trinca, fratura do material. Concentrador de tensões, propagação inicial da trinca, propagação da trinca, fratura do material. Concentrador de tensões, propagação da trinca, iniciação da trinca fratura do material. Concentrador de tensões, fratura do material, iniciação da trinca, propagação da trinca. Explicação: . FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A6_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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 criação de uma microcamada protetora A eliminação das primeiras camadas atômicas que, pelo contato com a atmosfera, apresentam suas ligações atômicas "fragilizadas". A passivação da superfície externa A eliminação de pequenas trincas superficiais A eliminação de trincas internas Explicação: Pequenas trincas superficiais podem iniciar o processo 2. (ENADE 2008) https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); 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 e C, apenas A, apenas B, apenas A e B, apenas 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: "da/dN" é a taxa de crescimento da trinca em função do número de ciclos. "a" está associado ao tamanho da trinca o tamanho. "m" é um fator exponencial pertencente ao conjunto dos números reais positivos. "A" é a área da seção reta do corpo. "N" é o número de ciclos Explicação: "A" é uma constante associada ao corpo, porém não é a área da seção reta do mesmo. 4. 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. Ocorrência de turbulência. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Deslocamento de cruzeiro. Aterrissagem. Decolagem. Taxiamento na pista. Explicação: Durante o taxiamento, o gráfico mostra que existem tensão compressivas (parte negativa do gráfico), estado em que as trincas provavelmente não se propagarão. 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. Marcas de deformação. Marcas de praia. Ondulações. Estrias. Marcas de fadiga. Explicação: . https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 6. Considerando-se o modelo de Paris e Erdogan para análise do fenômeno da fadiga, assinale a opção CORRETA: 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 modelo de Paris-Erdogan, podemos identificar quatros estágios, denominados pelos algarismos romanos I, II, III e IV. 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. 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 I, ocorrem grandes taxas de crescimento da trinca. Explicação: . https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A7_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveitepara se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); Ensaio de fadiga. Ensaio de flexão. Ensaio de tração uniaxial a temperatura ambiente. Ensaio de corrosão. Ensaio de fluência. Explicação: O corpo de prova está submetido a tensão e temperatura, o que vai ao encontro do ensaio de fluência. 2. 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 provoca o aumento 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 taxa de deformação no período de fluência estacionária. Explicação: O aumento da tensão provoca o aumento da deformação inicial. 3. 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. Log: logaritmo na base "2". https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp T - é a temperatura absoluta de execução do ensaio. C - é uma constante do material (comumente na ordem de 20). tr - é o tempo de ruptura em horas. Explicação: Log - significa logaritmo na base "10". 4. 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 T1. A T2 a fluência é mais intensa que a T1. A T3 a fluência é mais intensa que a T2. A T3 a fluência é máxima. Explicação: https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 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. 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: 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). Manutenção de força constante sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura). Manutenção de força constante sobre o CP e redução da temperatura até a transição dúctil - frágil. Aplicação de força crescente sobre o CP e a existência da fonte de calor (temperatura). Explicação: Condições para o ensaio de fluência 6. 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 fragilização do hidrogênio Fratura por ressonância Fratura por impacto Fratura por fluência Fratura por fadiga Explicação: Definição de fratura por fluência https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A8_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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: https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); Platina. Ouro. Chumbo. Magnésio. Zinco. 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). 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: Catodização Passivação Aeração diferencial Anodização Galvanização Explicação: Camada de passivação. 3. 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 ocorre com perda de elétrons A reação de oxidação pode ocorrer 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 redução ocorre com perda de elétrons 4. 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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Reação de redução: Cu2+ ⇒ Cu + 2e- (catodo) Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (anodo) Reação de oxidação: Fe ⇒ Fe2+ + 2e- (catodo) Reação de redução: Cu2+ + 2e-⇒ Cu (anodo) Reação de oxidação: Fe + 2e- ⇒ Fe2+ (anodo) Explicação: A reação de oxidação tem como característica a perda de elétrons, o que pode ser visto em "Fe ⇒ Fe2+ + 2e- "; e o eletrodoem que isso ocorre é denominado de anodo. 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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Identifique o item que apresenta a CORRETA denominação deste fenômeno. Corrosão. Abrasão. Ativação. Passivação. Cementação. 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. Ativação. Cementação. Passivação. Corrosão. Abrasão. Explicação: https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp O fenômeno recebe o nome de passivação, sugerindo que o material se torna inerte (ou passivo) em relação a corrosão. FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A9_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 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: Fragilização por hidrogênio. Corrosão galvânica. Corrosão sob tensão. Corrosão-erosão. Corrosão sob fadiga. Explicação: https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); Fratura típica em material submetido a tensão. 2. Em relação à fratura por fragilização por hidrogênio, é correto afirmar que: O sulfeto de hidrogênio é utilizado para eliminar o hidrogênio da estrutura cristalina de um metal e, assim, mitigar a fragilização por esse elemento. Ocorre devido a presença de hidrogênio molecular na estrutura cristalina de um metal Todos os materiais apresentam a mesma probabilidade de sofrer fratura por fragilização do hidrogênio Ocorre devido a presença de hidrogênio atômico na estrutura cristalina de um metal Pode ocorrer tanto devido a presença de hidrogênio molecular como do hidrogênio atômico na estrutura cristalina de um metal Explicação: definição 3. 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 assistida pelo ambiente fratura múltipla fratura conjugada fratura simples fratura não linear Explicação: Fratura assistida pelo meio ambiente quando o meio ambiente é um dos fatores (corrosão ou fragilização por hidrogênio) 4. 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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 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 Apenas I e III Todas Apenas I e II Apenas II e III Explicação: definições de fratura assistida. 5. Com relação ao fenômeno da "fadiga assistida pelo meio ambiente", NÃO podemos afirmar: 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. 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 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. As formas de corrosão desempenham papel fundamental neste fenômeno, criando concentradores de tensão. 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. 6. Considerando o fenômeno da fragilização por hidrogênio, podemos afirmar, com EXCEÇÃO de: 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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Como forma de minimizar o problema causado pelo hidrogênio, pode-se considerar a execução de tratamento térmico que promova a difusão do hidrogênio através da rede cristalina e sua consequente saída do material. Este tipo de fragilização ocorre quando o hidrogênio atômico encontra-se inserido na rede cristalina do material. 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. O hidrogênio molecular H2, assim como hidrogênio atômico, H, provoca o que normalmente denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio". Explicação: Somente o hidrogênio atômico, H, provoca denominamos de "fratura por fragilização por hidrogênio". FRATURA DOS MATERIAIS Lupa Calc. CCE1050_A10_201803345888_V1 Prezado (a) Aluno(a), Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de questões de múltipla escolha. Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este modelo de questões que será usado na sua AV e AVS. 1. Na seleção de materiais que envolvem esforçoscíclicos, utilizamos: A tenacidade a fratura. A tenacidade a fratura crítica. A expressão da/dN. Os gráficos de concentradores de tensão. A expressão de Larson-Miller. 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. 2. 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 https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:calculadora_on(); diminuir a ação sobre o material descrita anteriormente. Não submissão do material a tensões. Utilização de anodo de sacrifício. Não exposição do material a ambientes corrosivos. Utilização de um material nobre que sofrerá corrosão preferencialmente. Utilização de catodo de sacrifício. 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. 3. 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. 200 MPa 280 MPa 400 MPa 180 MPa 350 MPa Explicação: Tensão de escoamento deverá ser maior que a tensão máxima. 4. Na seleção de materiais que envolvem tensão e temperatura, utilizamos: https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp A tenacidade a fratura crítica. A expressão de Larson-Miller. A tenacidade a fratura. Os gráficos de concentradores de tensão. A expressão da/dN. Explicação: A expressão de Larson-Miller é uma forma de prever a vida útil de um material submetido a tensão e temperatura. 5. 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: 300 MPa 180 MPa 324 MPa 181,8 MPa 100 MPa Explicação: Basta multiplicar a tensão média pelo fator multiplicativo. 6. 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. 180 MPa 280 MPa 400 MPa https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 240 MPa 350 MPa Explicação: Tensão de escoamento deverá ser menor que a tensão máxima.
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