Um aço AISI 4140 temperado e revenido possui um limite de escoamento
e é considerado dúctil (
). Trace o local geométrico de falha e, para os estados de tensão estáticos nos locais decisivos listados a seguir, desenhe a linha de carga, bem como calcule o fator de segurança pelas teorias da Máxima tensão cisalhante (Tresca) e da máxima energia de distorção (von Mises).
,
,
Passo 1
O enunciado pede para traçar o locus de falha de um aço dúctil AISI 4140 (limite de escoamento
MPa) nos critérios de Tresca e von Mises, e para o estado de tensões
MPa,
MPa,
MPa, desenhar a linha de carga no plano
e calcular o fator de segurança em cada critério. Vamos usar conceitos de tensões principais, critério de máxima tensão cisalhante (Tresca) e máxima energia de distorção (von Mises).
Passo 2
Para encontrar as tensões principais
e
em estado plano, usamos
Substituindo
,
,
MPa,
Passo 3
O locus de falha no plano
é dado por:
— Critério de Tresca: hexágono de vértices em ,
,
.
— Critério de von Mises: elipse centrada na origem, definida por
— Critério de Tresca: hexágono de vértices em
— Critério de von Mises: elipse centrada na origem, definida por
A linha de carga é a reta que une a origem ao ponto
. O fator de segurança é o escalar
tal que
fica justo sobre o contorno de escoamento.
Passo 4
Segundo Tresca o valor crítico é
Como em um ensaio simples
MPa, o fator de segurança é
Passo 5
Segundo von Mises a tensão equivalente é
O fator de segurança é