Determine no dispositivo a seguir:
Dados: SAE 1060 (normalizado);
Tensão max=350Mpa; Tensão min =150 Mpa
a) N^circ de ciclos até a falha da mola

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinar o número de ciclos até a falha de uma mola feita de SAE 1060 normalizado, dado que a tensão máxima é de 350 MPa e a tensão mínima é de 150 MPa. Vamos usar conceitos de fadiga dos materiais, especificamente para encontrar a vida à fadiga da mola.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que significa a tensão máxima ( sigmamax) e a tensão mínima ( sigmamin). Essas tensões representam os limites entre os quais a mola está operando durante cada ciclo de carregamento e descarregamento.

Passo 3

Vamos calcular a tensão média ( sigmam) e a amplitude da tensão ( sigmaa). A tensão média é a média entre a tensão máxima e a mínima, e a amplitude da tensão é a metade da diferença entre elas.
sigmam = sigmamax + sigmamin2 = 350 , MPa + 150 , MPa2 = 250 , MPa
sigmaa = sigmamax - sigmamin2 = 350 , MPa - 150 , MPa2 = 100 , MPa

Passo 4

Agora, precisamos comparar a amplitude da tensão ( sigmaa) com o limite de fadiga ( sigma'f) do material SAE 1060 normalizado. Para aços normalizados como o SAE 1060, o limite de fadiga geralmente é aproximadamente metade da resistência à tração ( sigmau).
Supondo que a resistência à tração do SAE 1060 normalizado seja cerca de 600 MPa:
sigma'f approx sigmau2 = 600 , MPa2 = 300 , MPa

Passo 5

Com sigmaa = 100 , MPa e sigma'f = 300 , MPa, observamos que a amplitude da tensão está abaixo do limite de fadiga:
sigmaa < sigma'f Rightarrow 100 , MPa < 300 , MPa
Isso significa que a mola está sujeita a tensões que não excedem o limite de fadiga do material.

Resposta

Como a amplitude da tensão ( 100 , MPa) está abaixo do limite de fadiga ( 300 , MPa) do SAE 1060 normalizado, a mola terá vida infinita em termos de ciclos de fadiga. Ou seja:
N^circ = infty ciclos

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