Quais são os estágios que o material será submetido durante a fadiga? Explique cada um deles.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede: “Quais são os estágios que o material será submetido durante a fadiga? Explique cada um deles.”
Conteúdo: Módulo de Mecânica dos Materiais – Fadiga.
O que precisamos: conhecer a sequência de fenômenos que um componente sofre quando é submetido a carregamentos cíclicos até falhar. São três estágios principais: iniciação de trinca, propagação estável da trinca e fratura final.
Conteúdo: Módulo de Mecânica dos Materiais – Fadiga.
O que precisamos: conhecer a sequência de fenômenos que um componente sofre quando é submetido a carregamentos cíclicos até falhar. São três estágios principais: iniciação de trinca, propagação estável da trinca e fratura final.
Passo 2
Antes de mais nada, o que é fadiga?
Fadiga é o processo de dano acumulado num material quando ele recebe esforços repetidos (ciclos de tração/compressão ou flexão, por exemplo). Mesmo que o pico seja abaixo da resistência estática, com o tempo surgem microdefeitos e, eventualmente, rola a falha.
No estágio 1 – Iniciação de trinca – rolam pequenas microtrincas na superfície ou em descontinuidades internas. Isso acontece porque as tensões locais repetidas começam a movimentar discordâncias e a concentrar tensões em certos pontos (bordas de grão, inclusões, risquinhos). A teoria diz que, quando a tensão cíclica ultrapassa certo limiar, formam-se essas microtrincas.
Fadiga é o processo de dano acumulado num material quando ele recebe esforços repetidos (ciclos de tração/compressão ou flexão, por exemplo). Mesmo que o pico seja abaixo da resistência estática, com o tempo surgem microdefeitos e, eventualmente, rola a falha.
No estágio 1 – Iniciação de trinca – rolam pequenas microtrincas na superfície ou em descontinuidades internas. Isso acontece porque as tensões locais repetidas começam a movimentar discordâncias e a concentrar tensões em certos pontos (bordas de grão, inclusões, risquinhos). A teoria diz que, quando a tensão cíclica ultrapassa certo limiar, formam-se essas microtrincas.
Passo 3
No estágio 2 – Propagação estável da trinca – a microtrinca cresce de forma gradual a cada ciclo. Aqui a gente pode até usar a Lei de Paris, que diz algo como
onde
é o tamanho da trinca,
é o número de ciclos,
é a variação do fator de intensidade de tensões e
e
são constantes do material. Essa parte é “estável” porque o crescimento é lento e previsível, permitindo acompanhar a velocidade de abertura da trinca ciclo a ciclo.
Passo 4
No estágio 3 – Fratura instável (ou fratura final) – a trinca atinge um tamanho crítico
em que o material não aguenta mais. A partir daí, em poucos ciclos (ou até num único carregamento), ocorre a fratura rápida e catastrófica. É o ponto em que a seção resistente já está tão reduzida pela trinca que não suporta mais a carga aplicada.
Resposta
Os estágios da fadiga são:
- Iniciação de trinca (microfissuras se formam em pontos de concentração de tensão)
- Propagação estável da trinca (crescimento controlado da trinca, regido pela Lei de Paris)
- Fratura instável (quebra rápida do componente quando a trinca atinge tamanho crítico)