Concentração de tensão e fadiga Exercícios

Elementos de Máquinas I Professor: Me. Eng. Danilo Braga

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

Exemplo 1

Exemplo 1

Exemplo 1

Exemplo 1

𝑊𝑊𝑎𝑎 = 𝑊𝑊cos𝜙𝜙𝑛𝑛sen𝜓𝜓 = 𝑊𝑊𝑡𝑡tg𝜓𝜓

𝑊𝑊𝑟𝑟 = 𝑊𝑊sen𝜙𝜙𝑛𝑛 = 𝑊𝑊𝑡𝑡tg𝜙𝜙𝑛𝑛

𝑊𝑊𝑡𝑡 = 𝑊𝑊cos𝜙𝜙𝑛𝑛cos𝜓𝜓

𝑊𝑊 =𝑊𝑊𝑡𝑡

cos𝜙𝜙𝑛𝑛cos𝜓𝜓

Exemplo 1

Exemplo 1 Estimativa da resistência a fadiga.

a= 1,58; b =-0,085; Sut = 1170 MPa • Ka= 0,866685

Exemplo 1 • Coeficiente de acabamento superfícial (Ka)

• Para d=125 mm, Kb= 0,707558 • Para d=110 mm, Kb= 0,721902

Exemplo 1 • Coeficiente de tamanho (Kb)

• Kc=1, pois

• Kd=1, efeito da temperatura; • Ke=0,659

Exemplo 1

• Se= 0,866x0,722x1x1x0,659x585 – Se= 241,202 MPA – Sut=1170 MPA – Sy=1080 MPA

• Teoria de Fadiga: Goodman-Von mises

• Fator de concentração de tensão a fadiga Ponto A Ponto E

Exemplo 1

• Diâmetro do eixo no ponto A: – 110 mm = 4,5 in – Pela norma ANSI as dimensões da chaveta serão para o diâmetro de 110 mm, chaveta quadrada de

27,5 mm (h/d= 0,25). Será admitido um valor de r/d=0,0208 (ANSI 1967), então

Kt= 2,05 (para flexão) Kts=3,0 (para torção)

Exemplo 1

Exemplo 1 • Para o ponto E

– D/d=135/110=1,227 – r/d= 10/110=0,091 – t=(D-d)/2=(135-110)/2=12,5mm – 2t/D=25/135=0,185 – C1= 2,131599 C2= -2,64116 C3= 2,161996 C4= -0,66319 (para flexão) – Kt= 1,712427 – C1= 1,686671 C2= -1,94716 C3= 2,03415 C4= -0,76232 – Kts= 1,391003 (para torção)

• Fator de concentração de tensão a fadiga

• Consideração de projeto: Fator de entalhe (q) = 1 Kf = Kt e Kfs = Kts

Exemplo 1

Kf = 1 + (Kt – 1)q

Ponto A Kf= 2,05 (para flexão) Kfs=3,0 (para torção)

Ponto E Kf= 1,71 Kfs= 1,39 (para torção)