Exercícios de Concentrador de tensão - Lista de Exercícios Resolvida

Qual é a magnitude da tensão máxima existente na extremidade de uma trinca interna que possui um raio de curvatura de e um comprimento de trinca de quando uma tensão de é aplicada?

A Mecânica da Fratura Elasto-plástica considera que o campo de deformação plástico na ponta da trinca não é desprezível (deformação plástica predominante) e promove efetivamente deformação plástica. A expressão anterior, apresentada por Alan A. Griffith é modificada, assumindo a forma: .Considerando a expressão anterior, identifique o item cuja associação está INCORRETA:

1. : é a energia associada a deformação plástica
2. : é a energia de superfície específica
3. : é a metade do comprimento de uma trinca interna
4. : é o modulo de elasticidade
5. : é a tensão crítica necessária para a nucleação de uma trinca em um material

Estime a resistência à fratura teórica de uma material frágil quando se sabe que a fratura ocorre pela propagação de uma trinca superficial de forma elíptica com comprimento de e raio de curvatura de 1 quando é aplicada uma tensão de .

Um componente em poliestireno não deve falhar quando for aplicada uma tensão de tração de . Determine o comprimento máximo admissível para uma trinca superficial se a energia de superfície do poliestireno é de . Assuma um módulo de elasticidade de

Usando os dados abaixo, calcule a tensão crítica necessária para a propagação de uma trinca superficial com comprimento de 0.05mm, se a energia de superfície para um vidro de cal de soda é de .

Módulo de elasticidade do vidro de cal de soda = 69 GPa.

A abordagem aceitável no dimensionamento de um projeto consiste em determinar o fator de concentração detensões associado a alguma descontinuidade geométrica. Este valor, multiplicado pela tensão nominal, indicao nível de tensões efetivo na região de descontinuidade. O fator de concentração de tensões é uma recurso quantitativo associado à segurança, que poderá ser utilizado pelo projetista.

Com relação a este fator, PODEMOS afirmar:

1. .
2. .
3. .
4. .
5. .

As descontinuidades ou mudanças bruscas na seção existente em um elemento estrutural provocam uma redistribuição do campo de tensões e deformações nas suas proximidades em que as linhas do campo de tensão são mais densas nas proximidades da descontinuidade. Neste contexto, é definido o fator de concentração de tensões (), que é um número adimensional, ou seja, sem unidade, e que é dado pela razão entre as tensões. Considerandoas opções a seguir, identifique qual representa CORRETAMENTE o .

Assinale a alternativa incorreta:

1. O efeito do concentrador de tensão é mais signifivativo nos materiais frágeis que nos dúcteis.
2. Em um metal dúctil, a deformação plástica inicia quando a tensão máxima excede o limite de escoamento.
3. A distribuição de tensões, em materiais dúcteis, é mais uniforme na vizinhança do concentrador de tensões.
4. O desenvolvimento de um fator de concentração de tensões máximo é maior que o valor teórico em materiais dúcteis.
5. O escoamento e redistribuição de tensões ocorre em uma extensão apreciável ao redor de defeitos e descontinuidades nos matérias frágeis.

Uma placa relativamente grande de um vidro é submetida à uma tensão de tração de . Se a energia de superfície e o módulo de elasticidade para esse vidro são de e , respectivamente, determine o comprimento máximo de um defeito de superfície que pode existir sem que ocorra fratura.

Por que a resistência à fratura dos materiais normalmente é menor do que a determinada pelos cálculos teóricos?

Quais são os fatores que influenciam na tensão máxima que pode existir em uma trinca?