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Universidade Estadual de Maringá Departamento de Engenharia Mecânica Disciplina: Mecânica da Fratura Professora: Carla Fabiana C. Machado

Lista de Exercícios: Teorias de Falha por Fadiga

1) Considerando ���� = 1000 e ��� = 0, encontre a gama de tensões, a componente alternada, a componente média da tensão, a razão das tensões, R, e a amplitude relativa, A.

2) Para os valores de resistência do aço na(s) linha(s) escolhida(s) da Tabela 1, em anexo, calcule o limite de fadiga não corrigido e faça um esboço do diagrama resistência-vida.

3) Para os valores de resistência do alumínio nas linhas escolhidas da Tabela 1 calcule a resistência à fadiga não-corrigida para 5 x 108 ciclos, e esboce o diagrama resistência-vida (S-N) para esse material.

4) Considere os dados abaixo e encontre o limite de (ou resistência à) fadiga corrigido, escreva equações para a curva S-N, e esboce o diagrama S-N :

Tipo de material: aço Sut: 110 kpsi Forma: redonda Tamanho: 2in

Acabamento superficial: retificado Carregamento: Torção Temperatura (F): ambiente Confiabilidade: 99,9

5) Uma máquina de papel processa rolos de papel com densidade de 984kg/m3. O rolo de papel tem as medidas 1,50m de diâmetro externo, 0,22m de diâmetro interno e 3,23m de comprimento, e está sobre um eixo de oco feito de aço com Sut=400MPa, biapoiado. Encontre o diâmetro interno do eixo necessário para se obter um coeficiente de segurança igual a 2, para 10 anos de vida girando a 50rpm, três turnos de 8 horas por dia, se o diâmetro externo do eixo tem 22cm.

6) Para uma peça com entalhe de raio r, fator geométrico de concentrações Kf, resistência do material Sut, e carregamento como indicado nos dados abaixo, encontre o fator de Neuber a, a sensibilidade ao entalhe do material q e o fator de concentração de tensões sob fadiga Kf.

Sut=100kpsi Kt=3,3 R=0,25in

Material: aço Carregamento: flexão

7) Um cilindrico hidráulico tem um pistão de diâmetro D=100mm e uma haste do pistão com diâmetro d=33mm. A pressão hidráulico alternada aplicada para cada lado do pistão é p=300bars. Esta pressão induz na haste uma força compressiva de �� /4 ou a forca de tração de �(� − � )/4, dependendo de cada lado do pistão a pressão é aplicada. O material da haste do pistão é aço inoxidável martensítico (AISI 410). Encontre a vida de resistência do haste.

Anexo:

Tabela 1

Linha Sut (psi) material

a 90000 Aço

b 250000 Aço

c 120000 Aço

d 150000 Aço

e 25000 alumínio

f 70000 alumínio

g 40000 alumínio

h 35000 alumínio