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.
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?
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:
- Iniciação de trinca – pequenas irregularidades da superfície (poros, riscos, inclusões) concentram tensões cíclicas e geram microtrincas.
- 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.
- 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