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Tópicos sobre Mecânica da fratura Problema que estuda a mecânica da fratura Paramêtros utilizados para medir a integridade estrutural. Parametro de Griffith.

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1 Tópicos sobre Mecânica da fratura Problema que estuda a mecânica da fratura Paramêtros utilizados para medir a integridade estrutural. Parametro de Griffith (G,G c ) Fator de Intensidade de Tensões KI,II,III,Kc (Irwin) COD, Integral J parametros utilizados na Mecânica não linear da Fratura. Métodos utilizados em análise estrutural

2 Problema que estuda a mecânica da Fratura Em Resistência dos Materiais para saber se uma estrutura colapsa ou não consideramos S vm (geometria, cargas):: S y (mat.,temp,vel. Carr.) No caso de ter uma estrutura com uma fissurada não é possível aplicar o mesmo parâmetro de comparação e devo procurar outra alternativa do tipo Z(geometria,cargas,a)::Z c (mat,temp,vel. Carr)

3 Resistência teórica dos materiais

4

5 Criterio energético de Griffith Liberação de energia devido a propagação de uma trinca de comprimento a Energia necesaria para a criação de uma fissura de comprimento a

6 Balanço Energético

7 Condição para propagação da fissura Calculando para o caso analisado Ou em forma genérica

8 Condição para a Propagação Instável Em geral estruturas trincadas com cargas controladas tem propagação instável e estruturas trincadas com deslocamento controlado tem propagação estável.

9 Extensão da teoria de Griffith A energia superficial,e igual para o vidro que para o aço 1J/m2, para o diamante é 5.44J/m2 e para a agua é J/m2 onde Esté coeficiente leva em conta outros mecanismos internos que se opõem a abertura da fissura

10 G c (aço)=10e5 a 10e6 J/m2 G c (vidro)=6 ver pp 41 M. Branco G(função da geometria e do tipo de carga,do tamanho da fissura a e de E) G c (função do material, temp,veloc. De carregamento....) Obtenção do G, dependerá da distribuição energética de todo o sistema estudado, pode ser determinado teoricamente em casos simples o em forma numérica com métodos tipo MEF ou MEC Para a determinação do G c se realiza experimentalmente a determinação da expressão indicada ao lado.

11 As Interfaces como um mecanismo de parada da trinca (gráfica dos Fc para as tensões perpend. à direção da trinca) 1e-9m 2e-6m Fc max =201 Fc max =38

12 Caso da fibra de vidro,Se a união entre duas interfaces não é muito forte um mecanismo de parada de trinca se produz interface Mecanismo que se produz em materiais compostos *

13 A tensão teórica do material e de aprox. E/6 As tensões máximas em * serão de aprox. ( teórica /38), o que da que a resistencia real de um material composto com uma boa tenacidade. Os minerais tem E elevados,mas tem planos de clivagem que tornam eles muito frágeis. Em tecidos o atrito também pode entrar em jogo aumentando a tenacidade do material. Observações :

14

15 Outro mecanismo de travamento Figura 6.36 A: Propagación de fisura principal a K cercano a Umbral. Resaltan 8 nódulos ignorados por la fisura principal Metalografia de um ferro fundido nodular, a combinação ferro + nódulos de grafito permitem obter um material mais dúctil


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