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