Exercícios de Curva Tensão versus Número de ciclos (S-N) - Lista de Exercícios Resolvida

Uma barra cilíndrica com 6,7 mm de diâmetro, fabricada a partir de uma liga de latão 70Cu-30Zn, é submetida a um ciclo de aplicação de cargas giratórias com dobramento; os resultados dos ensaios (na forma do comportamento S-N) estão mostrados na Figura abaixo. Se as cargas máxima e mínima são de +120 N e –120 N, respectivamente, determine a sua vida em fadiga. Considere que a distância de separação entre os pontos de suporte da carga seja de 67,5 mm.

Uma barra cilíndrica em ferro fundido dúctil é submetida a ensaios giratórios com dobramento e alternados; os resultados dos ensaios (isto é, o comportamento S-N) estão mostrados na Figura abaixo. Se o diâmetro da barra é de 9,5 mm, determine a carga cíclica máxima que pode ser aplicada para assegurar que não irá ocorrer uma falha por fadiga. Assuma um fator de segurança de 2,25 e que a distância entre os pontos de suporte da carga seja de 55,5 mm.

Uma barra cilíndrica em liga de alumínio 2014-T6 é submetida a um ciclo de tensões de tração e de compressão ao longo do seu eixo; os resultados desses testes estão mostrados na Figura abaixo. Se o diâmetro da barra é de 12,0 mm, calcule a amplitude de carga máxima permissível (em N) para assegurar que não ocorrerá uma falha por fadiga em ciclos. Assuma um fator de segurança de 3,0, que os dados na Figura abaixo foram tomados a partir de ensaios alternados axiais de tração e de compressão, e que T seja a amplitude da tensão.

Uma barra cilíndrica em aço 4340 é submetida a ciclos de tensão giratórios com dobramento alternados, cujos resultados do ensaio estão apresentados na Figura abaixo. Se a carga máxima aplicada é de 5.000 N, calcule o diâmetro mínimo permissível para a barra para assegurar que não irá ocorrer uma falha por fadiga. Considere um fator de segurança de 2,25 e que a distância entre os pontos de suporte da carga seja de 55,5 mm.

Os dados de fadiga para um aço estão fornecidos a seguir.

1. Trace um gráfico S-N (amplitude da tensão em função do logaritmo do número de ciclos até a falha) usando esses dados.
2. Qual é o limite de resistência à fadiga dessa liga?
3. Determine as vidas em fadiga para as amplitudes de tensão de 415 MPa e 275 MPa.
4. Estime as resistências à fadiga a e ciclos.

Um ensaio de fadiga foi conduzido de tal modo que a tensão média foi de e a amplitude de tensão foi de .

(a) Calcule os níveis de tensão máximo e mínimo.

(b) Calcule a razão entre as tensões.

(c) Calcule a magnitude do intervalo de tensões(faixa de tensões).

Uma barra cilíndrica com 14,7 mm de diâmetro, fabricada a partir de uma liga de titânio Ti-5Al-2,5Sn (Figura abaixo), é submetida a um ciclo de aplicação de cargas repetidas de tração e de compressão ao longo do seu eixo. Calcule as cargas máxima e mínima que deverão ser aplicadas para produzir uma vida em fadiga de ciclos. Assuma que os dados na Figura abaixo tenham sido tomados a partir de ensaios com cargas axiais repetidas de tração e de compressão, que a tensão indicada no eixo vertical seja a amplitude de tensão, e que os dados tenham sido obtidos para uma tensão média de 50 MPa.

Uma barra cilíndrica, de aço 1045, que tem comportamento S-N conforme está apresentado na Figura abaixo, é submetida a ensaios giratórios com dobramento segundo ciclos alternados de tensões. Se o diâmetro da barra é de 15,0 mm, determine a carga cíclica máxima que pode ser aplicada para assegurar que não irá ocorrer uma falha por fadiga. Considere um fator de segurança de 2,0 e que a distância entre os pontos de aplicação de carga seja de 60,0 mm (0,0600 m).