ME66D - Mecânica dos Sólidos 3

Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Curitiba
PLANO DE ENSINO
CURSO
ENGENHARIA MECÂNICA
MATRIZ
619
Reconhecido pela Portaria No 223/98 do MEC. Reconhecimento renovado pela Portaria No 755/07
FUNDAMENTAÇÃO LEGAL do MEC. Ajuste aprovado pela Resolução Nº 138/08 do COEPP.
DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR
CÓDIGO
PERÍODO
Mecânica dos Sólidos III
ME66D
6
PRÉ-REQUISITO
EQUIVALÊNCIA
CARGA HORÁRIA (horas)
Teórica
Prática
Total
54
3
57
Mecânica dos Sólidos 1
OBJETIVO
Capacitar o aluno a:
- Distinguir os diversos tipos de fenômenos que causam a falha nos materiais, em especial a fratura e a fadiga;
- Calcular comprimento crítico de trinca e a máxima solicitação estática suportada por um componente com trinca;
- Estimar a vida e dimensionar componentes mecânicos à fadiga, utilizando adequadamente os modelos das curvas
tensão-vida (σ-N), deformação-vida (ε-N) e taxa de crescimento de trinca de fadiga (da/dN – ∆K)
EMENTA
Modos de falha em materiais e comportamento mecânico. Introdução à mecânica da fratura linear elástica. O
fenômeno da fadiga. Resistência à fadiga dos metais. Resistência à fadiga de componentes mecânicos. Efeito de
solicitações médias. Estados de tensão e deformação multiaxiais em fadiga. Propagação de trincas de fadiga.
Atividades de laboratório
ITEM
1
EMENTA
CONTEÚDO
Modos de falha em materiais e
comportamento mecânico
Modos de falha independentes do tempo: fratura, flambagem, início de
escoamento, plastificação generalizada. Modos de falha dependentes
do tempo: fadiga, corrosão, fluência, desgaste. Revisão do
comportamento mecânico de materiais: ensaio de tração, curva tensãodeformação real e de engenharia, conceitos de deformação elástica e
deformação plástica.
Origem histórica da Mecânica da Fratura. Definição de fator intensidade de
tensão (KI). Obtenção do fator de intensidade de tensão sob diversas
condições de geometria e carregamento e princípio da superposição.
Definição de tenacidade à fratura de materiais (KIc). Cálculo de tamanho
crítico de trinca e máxima solicitação estática segundo a Mecânica da
Fratura Elástica Linear. Limitações da Mecânica da Fratura Elástica-Linear.
Introdução e histórico. A importância do estudo da fadiga de materiais.
Nucleação de trincas. Exigências de uma análise de fadiga. Critérios de
projeto para fadiga.
2
Introdução à mecânica da fratura linear
elástica
3
O fenômeno da fadiga
4
Resistência à fadiga dos metais
Ensaios de fadiga. Estimativa das curvas tensão-vida, deformação-vida e
tensão-deformação cíclica. Teoria linear de dano acumulado.
5
Resistência à fadiga de componentes
mecânicos
Introdução e diferença entre resistência à fadiga de corpos de prova e de
componentes mecânicos. Efeitos sobre a curva tensão-vida e sobre a
curva deformação-vida: acabamento superficial, tamanho, confiabilidade,
concentração de tensões, etc.
6
Efeito de solicitações médias
Definição e utilização dos diagramas Tensão Alternada x Tensão Média.
Coeficiente de segurança.
7
Estados de tensão e deformação multiaxiais Estimativas de vida à fadiga e dimensionamento de componentes sob
carregamento combinado (estado multiaxial de tensões e/ou deformações).
em fadiga
8
Propagação de trincas de fadiga
Definição e utilização da correlação “taxa de crescimento de trinca –
variação do fator de intensidade de tensão” (curva da/dN – ∆K).
Estimativa da vida de propagação utilizando modelos para a curva da/dN –
∆K.
9
Atividades de laboratório
Análise e interpretação de resultados de ensaios experimentais de fadiga.
Revisado por:
Aprovado por:
Coordenação de Curso
FORMULÁRIO UNIFICADO / GERÊNCIA DE ENSINO
Data:
Vigora a partir de:
VERSÃO WEB – NÃO VALE COMO DOCUMENTO
XXX/2008
Semestre ou ano
REFERÊNCIAS
Referencias Básicas:
- Notas de aula
- ROSA, E., Análise de Resistência Mecânica, Apostila, UFSC (Caps. 6, 8, 9, 10, 11, 12)
Referências Complementares:
- STEPHENS, R.I, FATEMI, A., STEPHENS, R.R. & FUCHS, H.O., Metal Fatigue in Engineering, John Wiley & Sons,
2ª ed, 2001.
- LEE,Y.-L., PAN, J., HATHAWAY, R.B. & BARKEY, M.E., Fatigue Testing and Analysis (Theory and Practice), Elsevier
Butterworth-Heinemann, Boston, USA, 2005.
- NORTON, R.L., Projeto de Máquinas.
- SHIGLEY, J. E., Elementos de Máquinas.
- BARSOM, J.M. & ROLE, S.T., Fracture and Fatigue Control in Structures.
- ZAHAVI, E. & TORBILA, V., Fatigue Design: Life Expectancy of Machine Parts, 1996.
Sistema de Avaliação:
Provas dissertativas sobre os assuntos abordados durante o semestre.
Revisado por:
Aprovado por:
Coordenação de Curso
FORMULÁRIO UNIFICADO / GERÊNCIA DE ENSINO
Data:
Vigora a partir de:
VERSÃO WEB – NÃO VALE COMO DOCUMENTO
XXX/2008
Semestre ou ano