4a Lista De Exercicios Resolucao 11 05 2011

Ciência dos Materiais
Professora: Viviane L Soethe
Engenharia da Mobilidade

Resolução 4a Lista de exercícios

Exercício 1
O aço de uma grande chapa utilizada em um reator nuclear tem uma tenacidade a fratura no estado plano de deformação equivalente a 87Mpa(m)1/2 e opera com uma tensão de 310Mpa. Determine um procedimento de inspeção capaz de detectar uma trinca na superfície da chapa antes que a trinca cresça até o tamanho crítico. Exercício 2
Uma cerâmica avançada, como o Sialon
(abreviação de silício, alumínio e oxinitreto), possui um limite de resistência a tração de 414Mpa. Esse valor se refere a uma cerâmica isenta de descontinuidades, o que é praticamente impossível de ser produzido com as tecnologias atuais. Uma pequena trinca com tamanho de 0,025cm, foi observada numa peça de Sialon. Depois desta etapa, uma peça fraturou de forma inesperada a uma tensão de apenas
3,5Mpa a partir da trinca. Estime o raio da ponta dessa trinca inicial.

Exercício 3
Um aço de alta resistência tem um limite de escoamento de 1.460Mpa e um Klc de 98 Mpa(m)1/2. Calcule o tamanho de uma trinca na superfície que causará a falha catastrófica sob uma tensão aplicada de ½ LE.

Exercício 4
Dado que uma inspeção de controle de qualidade pode garantir que uma peça de cerâmica estrutural não terá defeitos maiores que 25m, calcule a tensão de serviço máxima disponível com (a) SiC –
Klc=3 MPa(m)1/2; (b) Zircônia Klc=9
MPa(m)1/2.

Exercício 5
Um rotor de uma turbina de nitreto de silício (Klc= 4 - 5
MPa(m)1/2) fratura a um nível de tensão de 300Mpa. Estime o tamanho do defeito responsável por esta falha.

Exercício 6
Dado apenas que a liga para um membro estrutural tem um limite de resistência a tração de 800Mpa, estime a tensão de serviço permissível máxima sabendo que o esforço terá natureza cíclica e que é exigido um fator de segurança 2.

Exercício 7
O virabrequim de um motor a diesel fraturou. A análise revelou ausência de deformação plástica e superfície de fratura
lisa.