Questão nº 49
Questão de Engenharia Mecânica · FGV TRF1 2024 (nº 49)
O projetista de um componente mecânico submetido a um carregamento harmônico de amplitude e período constantes estimou, baseado em cálculos de fadiga, que o componente tem uma vida de 1600 horas de trabalho. Nesse cálculo, baseado nas condições de trabalho do componente, ele utilizou a curva SN dada por , onde m = 3 e .
Porém, ao revisar os cálculos, ele observou que se esqueceu de considerar o fator de concentração de tensões, igual a 2.
Nesse caso, a vida correta do componente passa a ser de:
- A100 horas;
- B200 horas; (alternativa correta)
- C400 horas;
- D800 horas;
- E3200 horas.
Resposta comentada
Gabarito Alternativa B
Conceito-chave: Na fadiga, a vida do componente cai com o cubo do aumento da tensão (para ). O fator de concentração de tensões () multiplica a tensão real no entalhe, então a amplitude efetiva dobra — e a vida cai por um fator de .
- (A) Incorreta: 100 horas seria o resultado se você dividisse 1600 por 16 (ou seja, aplicasse ), o que não corresponde à equação com . Armadilha: confundir o expoente da curva S-N com o quadrado do fator.
- (B) Correta: A tensão efetiva dobra (). Como , a nova vida é horas. A equação confirma: aumentar por 2 reduz por 8.
- (C) Incorreta: 400 horas seria o resultado se você dividisse por 4 (ou seja, usasse ), o que ignora o valor dado de . Pegadinha: achar que o fator de concentração entra linearmente na vida, não na tensão.
- (D) Incorreta: 800 horas seria o resultado se você dividisse por 2 (ou seja, tratasse o fator de concentração como redutor de vida direto, sem elevar ao cubo). Armadilha: esquecer que a curva S-N é log-log com inclinação .
- (E) Incorreta: 3200 horas seria o resultado se você multiplicasse a vida por 2, o que aconteceria se o fator de concentração reduzisse a tensão — mas ele aumenta a tensão local, então a vida só pode diminuir. Pegadinha: inverter o sentido do efeito.
Fonte: FGV TRF1 2024 Analista Judiciário - Engenharia Mecânica (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.