Uma barra de aço tem propriedades mínimas Se=276 MPa, Sy=413 MPa e Su t=551 MPa. A barra está sujeita a uma tensão média torcional de 103 MPa e uma tensão alternante flexional de 172 MPa. Encontre o fator de segurança resguardando-se de uma falha estática e por fadiga para análise pelas teorias abaixo e responda:
(d) Qual dos critérios acima é o mais conservativo?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente descobrir qual dos critérios apresentados é o mais conservador na análise de segurança da barra de aço. Isso envolve entender o que significa cada critério e como eles se comportam em termos de segurança.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que significa um critério “conservador”. Basicamente, um critério mais conservador é aquele que tende a superestimar as tensões ou subestimar a resistência, garantindo assim uma margem de segurança maior contra falhas.

Passo 3

Geralmente, em análises de segurança, usamos diferentes critérios como o de máxima tensão, de von Mises, ou critérios específicos para fadiga como Goodman ou Soderberg. Cada um tem sua maneira de combinar as tensões para determinar o fator de segurança.

Passo 4

O critério de máxima tensão é o mais simples e muitas vezes considerado conservador porque avalia a tensão máxima individual em qualquer direção sem considerar a combinação de diferentes tensões. Isso pode levar a uma superestimação da condição crítica.

Passo 5

Já o critério de von Mises considera a combinação de tensões e é mais preciso para materiais dúcteis como o aço, geralmente fornecendo fatores de segurança menores que o critério de máxima tensão, pois considera a interação entre diferentes componentes de tensão.

Passo 6

Nos casos de fadiga, critérios como Goodman e Soderberg ajustam a resistência em função das tensões alternadas e médias. O critério de Soderberg é mais conservador que o de Goodman porque utiliza a resistência ao escoamento ( Sy) como referência, enquanto o Goodman usa a resistência à tração última ( Su t).

Passo 7

Portanto, considerando que estamos analisando tanto falha estática quanto por fadiga, o critério que utiliza a menor das resistências (como o critério de Soderberg) será o mais conservador, pois oferece a maior margem de segurança.

Resposta

O critério de Soderberg é o mais conservador entre os analisados.

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