Fadiga multiaxial policíclica : modelagem e simulação

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O objetivo deste trabalho é o estudo de critérios de resistência à fadiga multiaxial de metais em regime de alto número de ciclos. Os modelos apresentados por vários autores propõem, como medidas principais, a contribuição das tensões normais e das tensões cisalhantes para a degradação por fadiga do componente, além dos parâmetros do material. A questão que se coloca no contexto de solicitações multiaxiais é: qual é a melhor medida para caracterizar a amplitude de tensões cisalhantes e como incorporar o efeito das tensões normais? O estudo desenvolve então, uma análise destas questões relacionadas à modelagem de um critério de resistência à fadiga. Tensões normais trativas contribuem de forma maléfica para a degradação por fadiga por agirem no processo de abertura de microtrincas; quase a totalidade dos modelos de fadiga multiaxial considera a tensão hidrostática como medida das tensões normais atuantes na solicitação à fadiga. Sabe-se que esta é basicamente uma média das tensões normais e propõe-se aqui a substituição desta, pela máxima tensão principal. A aplicação da proposta a um conjunto grande de resultados experimentais disponíveis na literatura confirmou a hipótese de que a pior situação, que corresponde à existência de uma micro-trinca ortogonalmente orientada à máxima tensão principal, deve ser considerada e fornece uma previsão de resistência à fadiga mais conservativa e, portanto, a favor da segurança. Quanto às tensões cisalhantes, primeiro apresentam-se as propostas de alguns autores, destacando-se dentre elas a abordagem do envelope elíptico e do envelope prismático. As duas aproximações fornecem as mesmas boas previsões de resistência à fadiga para dados experimentais de carregamentos senoidais com ciclos de mesma freqüência. Avança-se a análise para carregamentos mais gerais cujas trajetórias se distanciam da forma de um elipsóide e verifica-se de maneira inédita que, para uma ampla faixa de histórias de carregamento, as medidas de amplitude de tensões cisalhantes obtidas pelo máximo envelope prismático são equivalentes às medidas correspondentes obtidas pelo mínimo envelope elíptico. Tal verificação foi comprovada considerando-se trajetórias com ciclos senoidais assíncronos proporcionais e fora de fase, e ciclos não senoidais selecionadas a partir de resultados experimentais relativos a situações limites de resistência à fadiga.

ASSUNTO(S)

fadiga multiaxial fadiga de alto-ciclo engenharia mecanica resistência à fadiga

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