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.

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.

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
dadN = C,(De
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:
  1. Iniciação de trinca (microfissuras se formam em pontos de concentração de tensão)
  2. Propagação estável da trinca (crescimento controlado da trinca, regido pela Lei de Paris)
  3. Fratura instável (quebra rápida do componente quando a trinca atinge tamanho crítico)

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