2- Construa um gráfico em coordenadas log-log com as curvas S-N estimadas para flexão, cargas axiais e torção de uma barra de aço com 25 mm de diâmetro e fabricada com um material com
e
. As superfícies são usinadas. Para cada um dos três tipos de carregamento, qual a resistência a fadiga correspondente a uma vida de
ciclos e para uma vida de
ciclos?
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente desenhar em escala log‐log as curvas S–N (ou Wöhler) para três modos de carregamento (flexão, axial e torção) de uma barra de aço de diâmetro 25 mm, com
e
. Além disso, temos de calcular a “resistência à fadiga” (isto é, o esforço alternado) para uma vida de
ciclos e para
ciclos em cada tipo de carga.
Conteúdo: teoria S–N (Basquin), limites de fadiga, fatores de correção de Marin (acabamento de superfície, tamanho, tipo de carga). A gente vai precisar:
Conteúdo: teoria S–N (Basquin), limites de fadiga, fatores de correção de Marin (acabamento de superfície, tamanho, tipo de carga). A gente vai precisar:
- Calcular o limite de fadiga básico
. - Aplicar fatores de modificação
. - Montar a lei de Basquin
. - Avaliar em
e .
Passo 2
Calcular o limite de fadiga básico para superfície lisa, totalmente reversa em flexão:
Passo 3
Aplicar fatores de Marin (acabamento usinado, diâmetro 25 mm, carga, temperatura e confiabilidade = 1):
- Fator de superfície (usinada):
- Fator de tamanho (para flexão/torção em 25 mm):
- Fator de carga
: - Flexão:
. - Axial:
. - Torção:
.
- Flexão:
Passo 4
Limite de fadiga corrigido
para cada caso:
- Flexão:
- Axial (tomando
também): - Torção (
para esmagamento puro):
Passo 5
A lei de Basquin na forma reversa é
onde o expoente
Calculemos cada expoente:
- Flexão:
- Axial:
- Torção:
Passo 6
Agora é só avaliar
em
(
) e em
. Note que em
ciclos
. Para
:
- Flexão:
- Axial:
- Torção:
Resposta
Resistências à fadiga para cada carga:
Tipo de carga |
|
|
---|---|---|
Flexão | 210,6 | 152,7 |
Axial | 193,8 | 137,4 |
Torção | 155,3 | 104,0 |