Para as questões a seguir, considere uma barra de Aço 4340 em regime cíclico de tração.
  • Considere, também, um fator de segurança de 2 .
    Para uma barra com seção transversal de 200 \mathrm{~mm}^{2}, qual a carga máxima que garante que não ocorra falha por fadiga?

Passo 1

O enunciado pede a carga máxima numa barra de aço 4340 em regime cíclico de tração que não falhe por fadiga, sabendo que a seção é A=200\,\mathrm{mm}^2 e que precisamos usar fator de segurança N_f=2. O conteúdo aqui é o diagrama S N e, em particular, a determinação do limite de resistência à fadiga (endurance limit) e sua aplicação com fator de segurança para achar a tensão admissível.

Passo 2

Do gráfico S N para o aço 4340, observa-se que na região de vida longa (ciclos da ordem de 10^7 10^8) a tensão de resistência à fadiga se estabiliza em cerca de
S_e \approx 480\,\mathrm{MPa}.

Passo 3

Aplicando o fator de segurança N_f=2, a tensão admissível fica
\sigma_{\mathrm{adm}} = \frac{S_e}{N_f} = \frac{480\,\mathrm{MPa}}{2} = 240\,\mathrm{MPa}.

Passo 4

Agora calculamos a carga máxima admissível multiplicando a tensão admissível pela área da seção:
P_{\max} = \sigma_{\mathrm{adm}}\;A = 240\times10^6\,\mathrm{Pa}\;\times200\times10^{-6}\,\mathrm{m}^2 =48\times10^3\,\mathrm{N}.

Resposta

A carga máxima é aproximadamente 48\,\mathrm{kN}.

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