ELEMENTOS DE MAQUINAS

RESUMO

Todo componente ou elemento mecânico e projetado para resistir aos esforços decorrentes das condições normais de operação. De tal maneira que ele e projetado para uma determinada vida sob certas condições normais de uso. Se estas condições de uso reais forem mais severas do que as de projeto, o componente poderá falhar. Esta falha pode ser por aumento de suas dimensões (escoamento, fluência) ou pela ruptura (fratura e fadiga). Por exemplo, um componente projetado para ser usado em um ambiente não corrosivo, poderá falhar se for usado em um ambiente corrosivo, mesmo submetido aos mesmos esforços nos dois ambientes.

Também deve ser ressaltado que a todo material apresenta um limite de escoamento, abaixo do qual ele não escoa e consequentemente não falha. Porem, um componente mecânico submetido a esforços dinâmicos (que faria com o tempo) poderá falhar com esforços menores do que o necessário para escoar.

O tipo de fratura que ocorre em um dado material depende da temperatura. A fratura consiste na separação do material em duas ou mais partes devido à aplicação de uma carga estática ou dinâmica a temperaturas relativamente baixas em relação ao ponto de fusão do material.

Na fratura frágil não ocorre deformação plástica, requerendo menos energia que a fratura dúctil que consome energia para o movimento de discordâncias e imperfeições no material. Os materiais com estrutura do tipo CCC e HC apresentam fratura frágil.

ETAPA 1

Passo 2

Pesquisa Tecnologia dos Materiais, das possíveis falhas que possam ocorrer dentro de um projeto mecânico.

Deformação Elástica:

É a falha que ocorre sempre que a deformação elástica (recuperável) em um componente de máquina, causada pela imposição de cargas ou temperaturas de operação, se torna suficientemente elevada para interferir com a habilidade da máquina em desempenhar satisfatoriamente a sua função pretendida.

Escoamento:

É a falha que ocorre quando a deformação plástica (não recuperável) em um componente dúctil da máquina, causada pelas cargas de operação impostas ou movimentos, se torna elevada o suficiente para interferir com a habilidade da máquina em desempenhar satisfatoriamente a sua função pretendida.

Indentação:

É a falha que ocorre quando forças estáticas entre duas superfícies curvas em contato resultam em escoamento de um ou de ambos os componentes acoplado, para produzir uma descontinuidade superficial permanente e de tamanho significativo. Por exemplo, se uma esfera de rolamento é carregada estaticamente, de modo que a esfera seja forçada a indentar (marcar) permanentemente a pista de rolamento pelo escoamento plástico localizado, diz-se que a pista está indentada (marcada). A subsequente operação de rolamento deve resultar em um aumento intolerável de vibração, ruído e aquecimento, portanto, a falha terá ocorrido.

Fratura Frágil:

É a falha que ocorre quando a deformação elástica, em um componente de máquina que apresenta comportamento frágil, é conduzida ao extremo, de modo que as ligações interatômicas primárias são quebradas e o componente se separa em duas ou mais partes. Defeitos preexistentes ou crescimento de trincas propiciam sítios de iniciação para uma rápida propagação de trincas e falhas catastróficas, deixando uma superfície de fratura granular e multifacetada.

Fadiga:

É o termo geral aplicado a separação repentina e catastrófica de um componente de máquinas em duas ou mais partes, como resultado da aplicação de cargas ou deformações variáveis por um período de tempo. A falha ocorre por meio da iniciação e propagação estável de uma trinca, até que esta se torne instável e se propague repentinamente até a falha. Os carregamentos e as deformações que causam a falha por fadiga são tipicamente muito inferiores aqueles da falha por carregamento estático. Quando os carregamentos ou deformações são de tal ordem que mais de 50.000 ciclos são necessários para produzir a falha, o fenômeno é usualmente denominado fadiga de alto-ciclo. Quando os carregamentos ou deformações são de tal ordem que menos de 10.000 ciclos são necessários para produzir a falha, o fenômeno é usualmente denominado fadiga de baixo-ciclo. Quando o ciclo de carregamento ou deformação é produzido por um campo de variação de temperaturas em uma peça da máquina, o processo é usualmente denominado fadiga-térmica.

Corrosão:

É um termo muito amplo, implicando que uma peça da máquina se torna incapaz de desempenhar a função pretendida por causa de uma deterioração não desejada do material, como resultado de uma interação química ou eletroquímica com o meio ambiente. A corrosão, frequentemente, interage com outros modos de falha, tais como o desgaste ou fadiga. As muitas formas de corrosão incluem: Ataque químico direto, talvez o tipo mais comum de corrosão, envolve o ataque corrosivo da superfície da peça da máquina, exposta ao meio corrosivo, quase uniformemente sobre toda superfície exposta. Corrosão galvânica é uma corrosão eletroquímica acelerada, que ocorre quando dois metais dissimilares em contato elétrico se tornam parte de um circuito completada por uma poça de conexão ou filme de eletrólito ou meio corrosivo, levando a um fluxo de corrente que resulta em corrosão. Corrosão por fenda é o processo de corrosão acelerado, altamente localizado dentro de fendas, trincas ou juntas, regiões onde um pequeno volume de solução estagnada é aprisionado em contato com o material corroído. Corrosão por pites é um ataque muito localizado, que leva ao desenvolvimento de uma rede de furos ou pites que penetram no metal. Corrosão intergranular é o ataque localizado que ocorrem nos contornos de grão de certas ligas de cobre, cromo, níquel, alumínio, magnésio e zinco, quando estas são tratadas termicamente de modo inadequado ou soldadas. A formação de células galvânicas locais, que precipitam produtos de corrosão nos contornos de grão, degrada seriamente a resistência do material devido ao processo corrosivo intergranular.