Um vaso de pressão é construído em aço, com S máx =600 MPaá e Se=440 MPa, e opera sob tensão de tração circunferencial no seu costado. 0 diâmetro do vaso é d=2000 mm e a espessura é e =30 mm . A tensão de tração é definida como:
sigmac=p cdot d2 cdot e
Onde p= pressão interna, d= diâmetro, e= espessura. 0 vaso foi projetado e operou com uma pressão mínima de trabalho, e com pressão máxima de trabalho igual a 3 MPa , conforme o projeto, com coeficiente de segurança de 3 para vida infinita em fadiga segundo o critério de Soderberg. O costado é laminado a frio, operando em temperatura de 30^circ C, com confiabilidade de 95 %, sem outros efeitos. Em função de alterações na operação, com o aumento de temperatura, as pressões mínima e máxima tiveram um aumento de 22 %. Qual o coeficiente de segurança na nova condição de operação?

Passo 1

O enunciado trata de um vaso de pressão de aço ( ext{S}_{\max} = 600) MPa, Se = 440 MPa) submetido a tensões cíclicas no costado, com pressões mínima e máxima de trabalho que variam. Foi usado o critério de Soderberg para vida infinita em fadiga, com coeficiente de segurança inicial n0 = 3.

Passo 2

O critério de Soderberg para coeficiente de segurança n é
sigmaaSe + sigmamSmax ;<=;1n,
onde sigmaa é a amplitude de tensão e sigmam é a tensão média do ciclo.

Passo 3

Como a tensão é proporcional à pressão interna ( sigmapropto p), um aumento de 22% em pmin e pmax faz
sigmaa^novo = 1,22,sigmaa^0 e sigmam^novo = 1,22,sigmam^0
Substituindo no critério de Soderberg:
sigmaa^novoSe + sigmam^novoSmax =1,22l(sigmaa^0Se+sigmam^0Smaxr) =1,22;1n0

Passo 4

Logo, o novo coeficiente de segurança nnovo satisfaz
1nnovo =1,22,1n0 Longrightarrow nnovo =n01,22

Resposta

nnovo =31,22approx2,46

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