6- Estime a resistência à fadiga por flexão para
ciclos de um eixo de aço com 13 mm de diâmetro cujo material possua uma dureza Brinell de 375. A superfície do eixo é usinada.
Passo 1
O enunciado pede pra estimar a resistência à fadiga por flexão (σ_N) de um eixo de aço de Ø13 mm, dureza HB = 375, para N = 2×10^5 ciclos.
Conteúdo: teoria de resistência à fadiga (curva S–N), conversão dureza→S_ut, limites de resistência à fadiga e fatores de correção (acabamento de superfície, tamanho), e lei de Basquin para ajustar o número de ciclos.
Conteúdo: teoria de resistência à fadiga (curva S–N), conversão dureza→S_ut, limites de resistência à fadiga e fatores de correção (acabamento de superfície, tamanho), e lei de Basquin para ajustar o número de ciclos.
Passo 2
Converter dureza Brinell em resistência à tração última (S_ut).
Relação empírica (para aços):
Relação empírica (para aços):
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Passo 3
Determinar o limite de resistência à fadiga básico para 10^6 ciclos (S_e′).
Para muitos aços:
Para muitos aços:
Passo 4
Calcular fatores de correção do limite de fadiga:
- Fator de acabamento de superfície k_s (usinado):
- Fator de tamanho k_d (eixo Ø13 mm, regime flexão rotativa):
(temperatura e confiabilidade tomamos k_t=k_r=1)
Passo 5
Obter o limite de fadiga corrigido para 10^6 ciclos:
Passo 6
Ajustar para N = 2×10^5 ciclos usando a lei de Basquin.
- Exponte b (usando pontos típicos S1=0,9 S_ut em N1=10^3 e S2=0,5 S_ut em N2=10^6):
- Fator de ajuste de ciclos:
- Resistência à fadiga para 2×10^5 ciclos:
Resposta
A resistência à fadiga por flexão para 2×10^5 ciclos é aproximadamente 447 MPa.