Questão nº 49

Questão de Engenharia Mecânica · FGV TRF1 2024 (nº 49)

FGV2024Analista Judiciário - Engenharia MecânicaEngenharia Mecânica
Gabarito: Bver comentário ↓

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 log(N)=log(A)m×log(Δσ)\log(N) = \log(A) - m \times \log(\Delta\sigma), onde m = 3 e log(A)=12\log(A) = 12.
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:

Resposta comentada

Gabarito Alternativa B

Conceito-chave: Na fadiga, a vida do componente cai com o cubo do aumento da tensão (para m=3m=3). O fator de concentração de tensões (Kt=2K_t=2) multiplica a tensão real no entalhe, então a amplitude efetiva dobra — e a vida cai por um fator de 23=82^3 = 8.

  • (A) Incorreta: 100 horas seria o resultado se você dividisse 1600 por 16 (ou seja, aplicasse 242^4), o que não corresponde à equação com m=3m=3. Armadilha: confundir o expoente da curva S-N com o quadrado do fator.
  • (B) Correta: A tensão efetiva dobra (Δσ=2Δσ\Delta\sigma' = 2\Delta\sigma). Como N(Δσ)3N \propto (\Delta\sigma)^{-3}, a nova vida é 1600/23=1600/8=2001600 / 2^3 = 1600/8 = 200 horas. A equação log(N)=123log(Δσ)\log(N) = 12 - 3\log(\Delta\sigma) confirma: aumentar Δσ\Delta\sigma por 2 reduz NN por 8.
  • (C) Incorreta: 400 horas seria o resultado se você dividisse por 4 (ou seja, usasse m=2m=2), o que ignora o valor dado de m=3m=3. 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 mm.
  • (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.

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