Desgaste de Archard
Calcula o volume de material removido por desgaste pela lei de Archard, V = k·F·s ÷ H, a partir do coeficiente de desgaste adimensional k, da força normal F, da distância de deslizamento s e da dureza do material mais mole H. O resultado é o volume desgastado, proporcional à carga e à distância percorrida e inversamente proporcional à dureza. É o modelo fundamental do desgaste adesivo e abrasivo, usado para prever a vida útil de superfícies em contato deslizante — engrenagens, guias, buchas, ferramentas. Materiais mais duros e menores cargas reduzem o desgaste. Informe o coeficiente de desgaste, a força, a distância e a dureza.
Resultado
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Desgaste de Archard
A lei de Archard é o modelo fundamental para prever quanto material se perde por desgaste quando duas superfícies deslizam uma sobre a outra sob carga. Ela diz que o volume desgastado é V = k·F·s ÷ H, onde F é a força normal que pressiona as superfícies, s é a distância total deslizada, H é a dureza do material mais mole (que resiste à penetração) e k é o coeficiente de desgaste, um número adimensional que caracteriza a severidade do contato (desgaste suave lubrificado tem k ~10⁻⁸; desgaste adesivo severo metal-metal, ~10⁻³). A lógica física é elegante: o desgaste ocorre nos picos microscópicos (asperezas) que realmente se tocam; a área real de contato é proporcional à carga dividida pela dureza, e o volume removido é proporcional a essa área vezes a distância percorrida. As consequências práticas são diretas: para reduzir desgaste, diminua a carga, aumente a dureza das superfícies (têmpera, nitretação, revestimentos duros) ou reduza k (lubrificação, acabamento melhor, pares de materiais compatíveis). A lei de Archard é usada para estimar a vida útil de engrenagens, guias lineares, buchas, ferramentas de corte e até próteses articulares. É um modelo simplificado — k não é constante em todas as condições —, mas captura a essência do fenômeno. Informe o coeficiente de desgaste, a força, a distância e a dureza.
Ferramentas Relacionadas
Taxa de Corrosão (Perda de Massa)
Calcula a taxa de corrosão pelo método de perda de massa, TC = 87,6 × W ÷ (D × A × t), a partir da massa perdida W (mg), da densidade do material D (g/cm³), da área exposta A (cm²) e do tempo de exposição t (horas). O resultado, em mm/ano, expressa a velocidade média com que o metal é consumido pela corrosão — o parâmetro fundamental para prever a vida útil de estruturas, tubulações e equipamentos e definir a sobreespessura de corrosão no projeto. Taxas abaixo de 0,1 mm/ano costumam ser aceitáveis. Informe a perda de massa, a densidade, a área e o tempo.
Espessura com Margem de Corrosão
Calcula a espessura total a especificar para um componente de vaso de pressão incluindo a margem de corrosão, t_total = t_calculada + CA, a partir da espessura mínima calculada por pressão t_calculada (mm) e da margem (sobreespessura) de corrosão CA (mm). A espessura calculada pelas fórmulas ASME é a MÍNIMA necessária para resistir à pressão — mas o vaso vai operar por DÉCADAS, e a corrosão (e a erosão) vão consumir material da parede ao longo do tempo. Se o vaso fosse fabricado exatamente com a espessura mínima, a primeira corrosão já o deixaria abaixo do seguro. Por isso adiciona-se uma MARGEM DE CORROSÃO (Corrosion Allowance, CA) — uma sobreespessura 'sacrificial', tipicamente de 1,5 a 6 mm, dimensionada para a taxa de corrosão esperada vezes a vida de projeto (ex.: 0,1 mm/ano × 25 anos = 2,5 mm). Assim, a espessura especificada para fabricação é a mínima estrutural mais a margem de corrosão. Ao longo da vida, a inspeção (por ultrassom) mede a espessura REMANESCENTE; quando a corrosão consome toda a margem e a espessura se aproxima da mínima estrutural, o vaso deve ser reparado ou aposentado. A margem de corrosão é como uma 'reserva de vida' embutida na parede. Informe a espessura calculada e a margem de corrosão.
Vida Útil de Reservatório (Assoreamento)
Estima a vida útil de um reservatório por assoreamento, Vu = V ÷ V_s, a partir do volume útil (ou total) do reservatório V (m³) e do volume de sedimentos depositado por ano V_s (m³/ano). Todo reservatório, ao represar um rio, reduz a velocidade do escoamento e faz a água perder a capacidade de transportar sedimentos — areia, silte e argila vindos da bacia hidrográfica decantam no fundo, reduzindo gradualmente a capacidade de armazenamento. A vida útil é o número de anos até o assoreamento comprometer a função do reservatório (geração de energia, abastecimento, regularização). É um parâmetro de projeto crucial em hidrologia e gestão de bacias: reservatórios em bacias com solos erodíveis, desmatamento ou agricultura intensa assoreiam rapidamente (décadas), enquanto bacias bem conservadas dão centenas de anos. A estimativa do aporte de sedimentos V_s vem da produção de sedimentos da bacia e da eficiência de retenção do reservatório (curva de Brune). O modelo simples (taxa constante) dá a ordem de grandeza; modelos mais sofisticados consideram a redução da eficiência de retenção à medida que o reservatório enche de sedimentos. Conservar a bacia e usar descargas de fundo para flushing prolongam a vida útil. Informe o volume do reservatório e o aporte anual de sedimentos.
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