O eixo mostrado na figura abaixo está apoiado em dois mancais de esfera. Como os mancais de esfera são de auto alinhamento, eles atuam como apoios simples. O eixo, fabricado em aço inoxidável AISI 302 (Sut = 655 MPa) recozido foi usinado a um diâmetro de 100 mm, sofre carregamento aplicado de flexão pura alternada oriunda de uma força P = 125 kN localizada exatamente no meio do eixo. A sua temperatura máxima de serviço é de 530°C e o fator de confiabilidade de 99%.

De posse das informações técnicas disponíveis, faça o que se pede:

a. Descrever as hipóteses de engenharia necessárias para resolução do problema.

b. Construir gráfico de tensão atuante x tempo.

c. Construir diagrama S-N estimado identificando os pontos mais importantes: limite de resistência mecânica (Sut), resistência à fadiga do material a 10³ ciclos (Sm), tensão atuante (σa) e limite de fadiga (Se).

d. Qual a porcentagem de redução da resistência à fadiga teórica?

e. Determinar número de ciclos de vida para tensão aplicada.

f. Qual o regime de falha por fadiga o componente mecânico está sujeito?

g. A partir de uma análise técnica aprofundada, quais recomendações de projeto mecânico sujeito à fadiga você sugeriria para aumentar o tempo de vida útil da peça?

Dado: Momento inércia da área da seção transversal do círculo: I = 0,25*π*r4