A Lista Ciencia dos Materiais

PROBLEMAS

1) Realizou-se um ensaio de fadiga onde a tensão média aplicada foi de 70 MPa e a amplitude de tensão foi de 210 MPa.

a) Determine os níveis máximo e mínimo de tensões

b) Calcule a razão de tensão

c) Calcule o intervalo de tensão

2) Uma barra cilíndrica de aço 1045 é submetida a uma solicitação cíclica de tração e compressão ao longo de seu eixo. Sendo a amplitude de carregamento de 66.700 N determine o diâmetro mínimo de barra permissível de modo a assegurar que não ocorrerá falha por fadiga. (Utilize o gráfico abaixo):

 [pic 1]

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3) Um cilindro com 6,4 mm de diâmetro, fabricado com uma liga de alumínio 2014-T6, é submetido à um ciclo reverso de tração e compressão ao longo de eixo. Se as cargas trativas e compressivas máximas são de +5340 e -5340, respectivamente, determine a vida em fadiga desta peça. Utilize os dados do gráfico acima onde o eixo de tensões corresponde à amplitude de tensões.

4) Um corpo de prova (de aço ao níquel) com 1015 mm de comprimento é submetido a uma tensão de 70 MPa à 427°C. Determine o alongamento ocorrido após 10.000 horas. Considere que o alongamento total produzido pela deformação instantânea e pela fluência primária seja de 1,3mm.

 [pic 2] 

5) Considere um componente fabricado com uma liga de ferro S-90 submetido a uma tensão de 55MPa. Com base no gráfico abaixo determine qual deverá ser a temperatura de trabalho para que o componente tenha uma vida útil (tempo de ruptura) de 200 horas.

 [pic 3]

7) Considere um componente de aço inoxidável tipo 18-8 submetido a uma tensão de 34,5 MPa.

a) Determine a temperatura para um tempo de ruptura de 10 anos.

b) Determine a temperatura para um tempo de ruptura de 20 anos.

8) Uma barra cilíndrica com 15,2 mm de diâmetro fabricada com a liga de alumínio 2014-T6 é submetida a um carregamento cíclico de tração-compressão ao longo de seu eixo. Calcule as cargas máxima e mínima que devem ser aplicadas para que se obtenha uma vida em fadiga de 1,0 X 108 ciclos. Considere que a tensão no eixo vertical corresponde a amplitude de tensões e que os dados devem resultar em uma tensão média de 35 MPa.

9) Cite três processos / técnicas metalúrgicas que podem ser empregadas para melhorar a vida em fluência de metais e ligas?

Respostas:

1) σmáx. = 280 MPa; σmín. = -140 MPa; R= -0,5; σR. = 420 MPa

2) φ = 16,8 mm

3) Nf ≅ 7,5 X 106 ciclos

4) Etotal = 5,87 mm

5) T = 924°C

6) S = 40.000 psi (280 MPa)

7) a) 769°C ; b) 757°C

8) Q máx. = 29.941 N; Q min. = -17.239 N

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