O que são modos de falha independentes e dependentes do tempo? Cite 2 exemplos de cada.
Modos de falha independentes do tempo são auqelas que acontecem em materiais devido à um pico de solicitação e sobrecarga. Ex:
fratura dútil, frágil, plastificação generalizada, flambagem.
Modos de falha dependentes do tempo são aqueles que são provocados devido ao desgaste ou envelhecimento do material, fazendo com
q o material venha a perde algumas de suas propriedades. Ex: fadiga, corrosão sobre tensão, desgaste.
Defina os modos de falha abaixo e discuta o seu correspondente critério, p/ um material dúctil e frágil:
Falha por início de escoamento: p/ algumas funções é vital q o material esteja no regime elástico. O critério p/ tal tipo de falha é q a
tensão máxima equivalente deve ser igual a tensão de escoamento.
Falha por colapso plástico: neste modo de falha pode-se tolerar alguma deformação plástica, neste caso, considerar como citério de falha
qnd vc tem uma plastificação generalizada na seção critica, nesta condição ocorre o esgotamento da carga, esta carga limite é chamada de
colapso plástico.
Falha por ruptura: existem 2 tipos, fratura frágil ou dúctil. A fratura frágil não há deformação plastica do material e a velocidade de
propagação da trinca é alta. Já na fratura dúctil ocorre uma deformação plastica devido ao movimento de discordâncias, com o qual
ocorre a nucleação dos vazios vindo a romper a peça por cisalhamento. Os critérios de falha são: tensão de cisalhamento é maior ou igual
à tensão de cisalhamento de escoamento, p/ ruptura dúctil. Para rptura frágil, o critério de falha seria q a tensão principal é maior ou igual
a tensão de clivagem.
Descreva como podemos explicar o fato de q um dado material apresenta, sob certas circunstancias, uma ruptura fragil e em
outros casos ruptura dúctil.
Ao realizar algumas experiências notamos q existem 2 tensões q fornecem as caracteristicas de fratua do material. Uma delas é a tensão
em q ocorre a ruptura por clivagem, a qual seria uma fratura fragil. A outra tensão seria responsável pelo inicio de escoamento, o q
provocaria uma deformação plastica.
Explique o mecanismo metalúrgico de uma ruptura frágil. Idem para uma ruptura dúctil.
Ruptura fragil: é caracterizada pela separação das 2 porções do material segundo um plano perpendicular à tensão de tração, sendo este
um plano atômico de rede cristalina.
Ruptura dúctil: corpos policristalinos de metais muito dúteis podem se deformar plasticamente até que a seção transversal fique reduzida
a um ponto.
Para uma peça q possui um ponto de concentração de tensão, feita de um material dútil, quais critérios de falha são usados para
definir o inicio da ruptura?
O criterio de ruptura dúctil pode ser considerado baseado em deformações, q é o + correto, ou então baseado em tensões, q não é tão
preciso. No primeiro caso, o limite p/ o inicio de coalescimento dos vazios depende da triaxilidade do estado de tensões no ponto. Os
critérios baseados em tensão são mais simples de aplicar, porém tem uma menor precisão. Neste caso o limite é a tensão real de fratura.
Defina o que é deslocamento de abertura da trinca e qual a sua importância p/ o estudo da Mecânica da Fratura de materiais
metálicos.
Deslocamento de abertura de trinca pode ser definido como a propagação duma trinca localizada no material, a qula pode vim a se
desenvolver de varias maneiras, como pela aplicação de cargas lentas, de impacto, por fadiga, devido a gradientes de temperatura ou por
deformações dependentes do tempo. A sua importância p/ o estudo da Mecânica da Fratura é o de prever a velocidade de crescimento das
fissuras, assim é possível estabelecer uma politica de inspeçãoe de manutenção, com intervalos de inspeção obtidos de forma q uma
trinca eventual não atinja o tamanho critico, sem q antes seja detectada em uma inspeção.
Qual a importância de conhecermos o valor do raio de plastificação à frente de uma trinca? Qual sua relação com o tamanho da
região plastificada?
Para um pequeno raio de plastificação a contração transversal é dificultada, enquanto q um grande raio facilita a contração plastica,
relaxando as eventuais tensões transversais q tenham se formado. O tamanho da zona plastificada, relativamente à espessura da peça,
indica o grau de restriç~]ao à deformação plastica no sentido transversal à direção de propagação da trinca.
Deduza a expressão q relaciona confiabilidade com taxa de falhas.