4 - Fadiga - processo progressivo e localizado de modificações estruturais permanentes ocorridas em um material submetido a condições que produzam tensões e deformações cíclicas que pode culminar em trincas ou fratura após um certo número de ciclos. ( 1,0 ponto)
a) Cite as três etapas para que haja falha por fadiga.
b) Quais os fatores que influenciam o comportamento em fadiga.

Passo 1

O enunciado define fadiga como um processo cíclico que leva à formação de trincas e fratura após muitos ciclos de tensão. A pergunta pede:
a) Quais são as três etapas pelas quais passa um componente até falhar por fadiga?
b) Quais fatores afetam o comportamento em fadiga de um material?

Passo 2

As três etapas para falha por fadiga são:
  1. Iniciação de trinca – pequenas irregularidades da superfície (poros, riscos, inclusões) concentram tensões cíclicas e geram microtrincas.
  2. Propagação da trinca – sob cargas repetidas, a microtrinca cresce de maneira estável, geralmente perpendicular à direção principal de tensão, passando por regiões de grão em grão ou intergranularmente.
  3. Fratura final – quando a seção resistente diminui o suficiente, o material não suporta mais a carga, ocorre uma fratura rápida e finalmente separação das partes.

Passo 3

Os principais fatores que influenciam o comportamento em fadiga são:
  • Amplitude e média de tensão: maiores amplitudes aceleram a iniciação e propagação; tensões médias podem agravar o efeito.
  • Estado de superfície: rugosidade elevada, trincas prévias ou tratamentos térmicos/superficiais (nitretação, shot peening) alteram a resistência.
  • Geometria e concentradores de tensão: entalhes, furos, mudanças bruscas de seção criam pontos de alta tensão local.
  • Propriedades do material: microestrutura, dureza, tenacidade, presença de inclusões e defeitos internos.
  • Ambiente de serviço: corrosão sob fadiga (S–N em meio agressivo), temperatura e lubrificação influenciam o mecanismo.
  • Frequência de carregamento: altas frequências podem gerar aquecimento ou efeitos dinâmicos que afetam a vida em fadiga.
  • Tensões residuais: compressivas (benéficas) ou trativas (prejudiciais) modificam a taxa de propagação de trinca.

Resposta

a) As três etapas para falha por fadiga são:
  • Iniciação de trinca
  • Propagação da trinca
  • Fratura final
b) Os fatores que influenciam o comportamento em fadiga incluem:
  • Amplitude e média de tensão
  • Estado de superfície
  • Geometria e concentradores de tensão
  • Propriedades do material
  • Ambiente de serviço
  • Frequência de carregamento
  • Tensões residuais

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