3^{\underline{\mathrm{a}}} QUESTÃO

A falha por fadiga pode ocorrer em níveis de tensão consideravelmente inferiores ao limite de resistência à tração do material, pois o componente é submetido a esforços repetitivos ou mesmo cíclicos por um longo período de tempo e, dessa forma, a durabilidade desse componente fica seriamente comprometida.
Ciências dos Materiais. Luis Henrique de Souza. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. 288 p. “Graduação - EAD”.
Diante do exposto, avalie as afirmações a seguir.
I. A falha por fadiga ocorre em duas etapas: primeiro surge uma trica e logo em seguida a estrutura fratura.
II. A fadiga corresponde à falha de um componente devido à aplicação repetitiva de tensões dinâmicas e variáveis, que podem ser maiores ou menores que o limite de escoamento desse material.
III. A fadiga térmica é ocasionada por tensões oriundas de variações térmicas no ambiente ao qual o componente está inserido.
IV. A fadiga associada à corrosão é uma falha resultante da ação de uma tensão cíclica aliada a um ataque químico.
É correto o que se afirma em

ALTERNATIVAS

◯ I, II e III, apenas.
◯ I, II e IV, apenas.
◯ I, III e IV, apenas.
◯ II, III e IV, apenas.
◯ I, II, III e IV.

Passo 1

O enunciado pede que eu avalie quatro afirmações sobre fadiga e escolha qual(is) estão corretas. As afirmações fornecidas são:
\mathrm{I}. A falha por fadiga ocorre em duas etapas: primeiro surge uma trica e logo em seguida a estrutura fratura.
\mathrm{II}. A fadiga corresponde à falha de um componente devido à aplicação repetitiva de tensões dinâmicas e variáveis, que podem ser maiores ou menores que o limite de escoamento desse material.
\mathrm{III}. A fadiga térmica é ocasionada por tensões oriundas de variações térmicas no ambiente ao qual o componente está inserido.
\mathrm{IV}. A fadiga associada à corrosão é uma falha resultante da ação de uma tensão cíclica aliada a um ataque químico.
A tarefa: identificar quais das afirmações acima são corretas.

Passo 2

Conceito básico (aula rápida e prática). Fadiga é o processo de dano que ocorre em um material submetido a cargas cíclicas (ou repetitivas) ao longo do tempo. Dois pontos importantes que você precisa guardar:
  • Ciclicidade: não é necessário que a tensão alcance a resistência última; o efeito acumulado das repetições pode gerar falha.
  • Estágios da falha por fadiga: costuma-se dividir em iniciação da trinca (ou defeito que cresce) e então propagação da trinca até a fratura final. Esses conceitos aparecem muito em provas — memorize a ideia de iniciação + propagação + fratura final.
Vou usar símbolos simples para clareza: \sigma_{\max} = tensão máxima no ciclo; \sigma_y = limite de escoamento do material; isso ajuda a explicar tipos de fadiga (alto ciclo / baixo ciclo).

Passo 3

Analisando a afirmação \mathrm{I}. Ela diz que a falha por fadiga ocorre em duas etapas: primeiro surge uma trica e logo em seguida a estrutura fratura.
Explicação didática: na prática a sequência típica é (a) iniciação de uma microtrinca (frequentemente em concentradores de tensão — entalhes, superfícies rugosas, inclusões), (b) propagação da trinca por sucessivos ciclos (a cada ciclo a trinca avança um pouquinho) e (c) fratura final, quando a seção restante não suporta a carga e rompe de forma relativamente rápida. Portanto a afirmação resume corretamente o processo (embora tecnicamente a etapa de propagação seja bem importante entre iniciação e fratura). Conclusão: \mathrm{I} é correta.

Passo 4

Analisando a afirmação \mathrm{II}. Ela define fadiga como falha devido a tensões repetitivas/dinâmicas/variáveis, que podem ser maiores ou menores que o limite de escoamento.
Aula prática: existem dois regimes comuns:
  • Alto ciclo de fadiga (high-cycle): \sigma_{\max}<\sigma_y. O material fica na faixa elástica, a vida é governada por muitos ciclos (104–107).
  • Baixo ciclo de fadiga (low-cycle): \sigma_{\max}\ge \sigma_y. Há deformação plástica periódica, menor número de ciclos até falha.
    Assim, afirmar que as tensões cíclicas “podem ser maiores ou menores que o limite de escoamento” está correto: ambos os casos existem e são classificados na literatura. A parte essencial — fadiga ocorre por aplicação repetitiva de tensões dinâmicas/variáveis — também está correta. Conclusão: \mathrm{II} é correta.

Passo 5

Analisando a afirmação \mathrm{III}. Ela afirma que fadiga térmica é ocasionada por tensões oriundas de variações térmicas do ambiente.
Aula prática: quando a temperatura varia ciclicamente, peças que não podem expandir/contrair livremente geram tensões térmicas cíclicas (diferenças de dilatação, gradientes térmicos). Exemplos típicos: turbinas, trocadores de calor, componentes de motores que aquecem e resfriam repetidamente. Esses ciclos térmicos geram as mesmas etapas de iniciação e propagação de trincas — por isso se chama “fadiga térmica”. Conclusão: \mathrm{III} é correta.

Passo 6

Analisando a afirmação \mathrm{IV}. Ela afirma que a fadiga associada à corrosão resulta da ação de tensão cíclica aliada a um ataque químico.
Aula prática: “corrosion fatigue” (fadiga por corrosão) é exatamente isso: a presença de um ambiente corrosivo acelera a nucleação e o crescimento de trincas sob carregamento cíclico. A combinação de esforços repetitivos e ataque químico reduz a vida à fadiga muito além do que ocorreria em ambiente inerte. Exemplo: aço em ambiente salino submetido a vibração. Conclusão: \mathrm{IV} é correta.

Passo 7

Resumo e conclusão: avaliando uma a uma, \mathrm{I}, \mathrm{II}, \mathrm{III} e \mathrm{IV} estão corretas segundo a teoria e a prática de fadiga (cada afirmação corresponde a um conceito reconhecido: etapas da fadiga, definição e regimes relativos ao limite de escoamento, fadiga térmica e fadiga por corrosão).

Resposta

\mathrm{I},\\ \mathrm{II},\\ \mathrm{III}\\ \text{e}\\ \mathrm{IV}.

Exercícios relacionados