MPROJ-11 – Mecânica da Fratura – Exercícios – 2015 1. Conceitue rapidamente (máximo de 4 linhas para cada): (a) Fator de concentração de tensões, (b) Fator

de intensidade de tensões, (c) Integral J e (d) CTOD. 2. Calcule valores de KI, para a0, para os seguintes tipos de corpo de prova e condições (carga em kips,

quilo libras, dimensões em polegadas): (a) Compacto (CTS), W = 2, B = 1, a0 = 1, P = 5. (b) Compacto (CTS), W = 20, B = 1, a0 = 10, P = 15 (c) CCT, 2W = 10, B = 1, 2a0 = 2, P = 200 Aumente a0 de 0,2 polegadas e recalcule K. 3. Um teste de KIC foi realizado em um corpo de prova compacto com W = 4,0 pol., B = 2,0 pol., a0 = 2,1

pol. O registro do teste é mostrado na figura abaixo. O material testado apresentava YS = 100 ksi. Analise o teste de acordo com a norma ASTM E399.

4. Em um ensaio usando um corpo de prova CTS com W = 50,0 mm, B = 25,0 mm e a0 = 25,1 mm de um

aço de alta resistência (Limite de escoamento = 1050 MPa), determinou-se a carga crítica para a propagação da trinca como igual a 25 kN. (a) Estime o valor do KC deste aço. (b) Considerando apenas as limitações ligadas ao tamanho da região deformada plasticamente junto à trinca, este valor pode ser considerado com uma estimativa do KIC deste aço? (c) Usando esse valor de Kc, estime o tamanho máximo que uma trinca passante localizada na lateral de uma chapa desse aço com 25 mm de espessura e 1 m de largura poderia ter se esta chapa fosse tracionada até a metade do limite de escoamento deste aço sem propagação instável da trinca.

5. Explique como o estado de tensões varia próximo da ponta de uma trinca com a espessura da peça (ou

corpo de prova) e discuta o efeito desta variação no comportamento à fratura do material.

6. Explique como a variação do fator de intensidade de tensões (K) afeta a taxa de crescimento de uma

trinca de fadiga para um dado valor de R (= MIN/MAX).