Um componente, construído em aço com S máx =800 MPaá e resistência ao escoamento Se=700 MPa foi projetado para operar sob tensão de 175 MPa com coeficiente de segurança de 1,5, para uma vida infinita em carregamento cíclico com tensão média nula. Esse componente sofreu 1 ciclo de carga com 94 % da resistência ao escoamento. Qual o coeficiente de segurança para a operação em vida infinita a partir desse primeiro ciclo, para a condição original de projeto?

Passo 1

O enunciado nos dá um componente em aço com resistência máxima à tração Smax=800,MPa e resistência de escoamento Se=700,MPa. Ele foi projetado para trabalho cíclico com tensão média nula, tensão alternante de projeto sigmaa,,proj=175,MPa e coeficiente de segurança inicial n=1,5, de modo a garantir vida infinita. Isso significa que o valor de 175,MPa é tal que, multiplicado por 1,5, não excede o limite de resistência à fadiga (endurance) do material.
O componente sofreu um único ciclo de carga com amplitude igual a 94% de Se, ou seja
sigmaa,1=0,94,Se=0,94times700 MPa=658 MPa
Queremos saber qual passa a ser o coeficiente de segurança para a operação em vida infinita nas mesmas condições originais (tensão alternante de 175,MPa, média nula), já levando em conta esse único ciclo forte.

Passo 2

Repare que Se=700,MPa é o limite de resistência à fadiga (endurance limit) do aço sob tensão média nula. Qualquer ciclo com amplitude sigmaa<= Se não introduz dano permanente, isto é, mantém a vida infinita. No nosso caso o ciclo de 658,MPa é abaixo de Se ( 658,MPa < 700,MPa), portanto, ele não causa nenhum dano que afete a resistência à fadiga para tensões alternantes menores ou iguais a Se.

Passo 3

Como o único ciclo aplicado está abaixo do limite de resistência à fadiga, a capacidade do componente para resistir à carga alternante de 175 MPa (que é bem menor) não é reduzida. Logo, não há alteração na margem de segurança originalmente prevista.

Resposta

O coeficiente de segurança continua valendo
boxedn=1,5,

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