Uma grande chapa é fabricada em aço, que possui uma tenacidade à fratura em deformação plana de 82,4 MPa.m
. Se, durante seu uso em serviço, a chapa fica exposta a uma tensão de tração de 345 MPa , determine o comprimento mínimo de uma trinca que levará à fratura. Assuma um valor de 1 para o Y.
Passo 1
A chapa de aço em serviço está sujeita a uma tensão de tração de
e tem tenacidade à fratura em deformação plana
. Precisamos usar a mecânica da fratura linear elástica, em que o fator de intensidade de tensão em modo I para uma trinca de comprimento característico
é
sendo dado
. A condição de fratura é
. Vamos encontrar
.
Passo 2
Escrevendo a condição de fratura, temos
Substituindo
, fica
Passo 3
Isolamos
e depois elevamos ao quadrado para resolver
:
Calculando numericamente,
Resposta
O comprimento mínimo da trinca é de aproximadamente
m (ou cerca de 18,2 mm).