Um ressalto usinado de eixo, apresenta diâmetro menor d de 1,1 in diâmetro maior
de 1,65 in e raio do filete igual a
. 0 momento fletor é de 1260 lbf .in, e o momento permanente de torção é de 1100 lbf .in.
0 eixo é de aço termotratado e apresenta uma resistência final de Sut
kpsi e uma resistência ao escoamento de
. A meta de confiabilidade é de
. Considerando
;
; Sy=82 kpsi;
. Verifique se o diâmetro do eixo a ser empregado atende aos esforços mencionados.
0 eixo é de aço termotratado e apresenta uma resistência final de Sut
Passo 1
O eixo tem um ressalto com diâmetro menor
,in, diâmetro maior
,in e raio de filetamento
,in. Está sujeito a momento fletor alternante
,lb
n (com
) e a torque permanente
,lb
n (com
). O material é aço com
e meta de confiabilidade de 99 % . Vamos verificar, por análise de fadiga (Goodman), se o diâmetro
,in é seguro.
e meta de confiabilidade de 99 %
Passo 2
Estimativa do limite de resistência à fadiga para reversão completa:
Aplicam-se fatores de correção:
– acabamento usinado
– efeito de tamanho
– carregamento rotativo
– temperatura ambiente
– confiabilidade .
Calculando:
– acabamento usinado
– efeito de tamanho
– carregamento rotativo
– temperatura ambiente
– confiabilidade
Calculando:
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Passo 3
Determinação dos fatores de concentração e de concentração efetiva de tensões:
– razão geométrica e
.
– pelo gráfico de Kt para ombreiras, adota-se aproximadamente (flexão) e
(torção).
– sensibilidade ao entalhe em aço tratado .
Assim,
– razão geométrica
– pelo gráfico de Kt para ombreiras, adota-se aproximadamente
– sensibilidade ao entalhe em aço tratado
Assim,
Passo 4
Cálculo das tensões alternantes e médias na seção crítica:
– tensão de flexão alternante
– tensão de flexão alternante
– tensão de torção média (torque permanente)
Como
e
, temos
e
.
Passo 5
Equivalentes alternante e médio (critério de Von Mises):
Passo 6
Aplicação do critério de Goodman modificado:
Como a soma é menor que 1, o eixo com
,in satisfaz o critério de fadiga.
Resposta
O diâmetro
,in atende aos esforços de flexão e torção considerados.