Problema 17 Um elemento estrutural de um reator nuclear é feito de uma liga de zircônio. Se esse elemento tiver de suportar uma carga axial de 20 k...

Para determinar a área da seção transversal exigida para o elemento estrutural de zircônio suportar uma carga axial de 20 kN com um fator de segurança de 3 em relação ao escoamento, podemos usar a fórmula: \( \sigma = \frac{F}{A} \) Onde: \( \sigma = \frac{400 MPa}{3} = 133,33 MPa \) (limite de escoamento considerando o fator de segurança) \( F = 20 kN = 20.000 N \) Substituindo na fórmula, temos: \( 133,33 MPa = \frac{20.000 N}{A} \) Portanto, a área da seção transversal exigida será: \( A = \frac{20.000 N}{133,33 MPa} \) \( A = 150 m^2 \) Para determinar a carga sobre o elemento com 1 m de comprimento e alongamento de 0,5 mm, podemos usar a fórmula: \( \sigma = \frac{F}{A} = \frac{E \cdot \varepsilon}{L} \) Onde: \( E = 100 GPa = 100.000 MPa \) \( \varepsilon = 0,5 mm = 0,0005 m \) \( L = 1 m \) Substituindo na fórmula, temos: \( 400 MPa = \frac{F}{150 m^2} \) \( F = 60.000 N \) Portanto, a carga sobre o elemento será de 60.000 N.