Suponha que o limite de resistência à fadiga de uma liga Ti...

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Q396333 Engenharia Mecânica
A respeito das propriedades dos materiais que podem ser obtidas por meio de ensaios mecânicos, julgue os itens subsecutivos.

Suponha que o limite de resistência à fadiga de uma liga Ti-5%Al-2,5%Sn seja de 442 MPa. Nesse caso, nos eixos utilizados em motores e cujo diâmetro seja menor que 11 mm, poderão ocorrer falhas por fadiga quando esses eixos forem solicitados por uma carga de 50 kN imposta por forças de tração e compressão na direção da sua secção transversal.
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Pa=(Pmáx - Pmín)/2 => Pmáx - Pmín = 882 MPa

Sendo

Pmáx = 50.000/(π.0,011^2)/4 = 200.000/(3.0,000121)=(2000x10^2)/[363x10^(-6)] =526MPa

Pmín = -526Mpa

Neste caso:

Pmáx - Pmín > 882 -> Poderá ocorrer falha por fadiga!



O Ti não apresenta limite de fadiga (apresensenta resistência à fadiga, um conceito diferente), com isso, a depender do número de ciclos, pode falhar por fadiga sob qaulquer carga oscilante maior que zero. Por isso a probalbilidade de ocorrer falhas intependentemente da amplitude da tensão.

Após uma década do comentário do Danilo Augusto (ex-concurseiro de elite) irei humildemente deixar minha contribuição,

Bem, primeira coisa é saber relacionar o limite de endurança, para com as tensão atuantes. Apesar da demonstração que farei a seguir usar a teoria de falha de Goodmman, o resultado será o mesmo independente da teoria escolhida (sugiro que teste). Além do mais, o coeficiente se segurança será um, pois queremos determinar se o material falhará e não estabelecer requisitos operacionais. A fórmula que nos regerá é,

1 = n*Sa/Se + n*Sm/Sut

n = coeficiente de segurança

Sa = tensão alternada

Se = tensão de endurança

Sm = tensão média

Sut = tensão de ruptura

1 = Sa/Se + Sm/Sut

Observe que,

Sa = (Smáx - Smín)/2=> Sa=50.000/(Pi*11²/4) [MPa]

Sm = (Smáx + Smín)/2=> Sm=0

Smáx = tensão máxima

Smín = tensão mínima

Podemos observar que sendo a tensão média igual a zero, nosso mérito de falha é se a tensão alternada é maior que a tensão de endurança. Fazendo o cálculo da tensão alternada vemos que igualdade para a tensão de endurança não é satisfeita de forma que haverá perigo de falha por fadiga (tensão alternada superior à tensão de endurança).

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