Jorge Luiz Almeida Ferreira FADIGA DOS MATERIAIS Jorge Luiz Almeida Ferreira Professores

Fadiga - Fenomenologia Processo de Falha é dividido em dois estágios: Iniciação Propagação Iniciação da Trinca Controlada por Mises Trinca Segue Paralela ao Tensão Cisalhante Máxima Métodos de Previsão: Tensão–Vida (S-N) ou Deformação-Vida (e-N)

Fadiga - Fenomenologia Processo de Falha é dividido em dois estágios: Iniciação Propagação Propagação da Trinca Controlada pelo Fator de Intensidade de Tensões, DK Trinca segue normal à Máxima Tensão Principal, s1 Método de da/dN (MFLE)

Esquema da Fase Inicial do Trincamento por Fadiga Caracteriza-se pelo processo de Intrusões e Extrusões na superfície do material

Esquema da Fase Inicial do Trincamento por Fadiga Caracteriza-se pelo processo de Intrusões e Extrusões na superfície do material Estágio inicial do trincamento por fadiga em uma liga de Al → Comprimento da micro trinca cerca de 20mm (após 103 ciclos) 100 mm Bandas de Deslizamento Intrusões e Extrusões

direção do carregamento Esquema da Fase Inicial do Trincamento por Fadiga Caracteriza-se pelo processo de Geração da Trinca 5 mm direção do carregamento

Fase Final do Trincamento por Fadiga Caracteristicas da Superfície de Fratura 1 mm/Ciclo Característica microscópica das trincas de fadiga → Presença de estrias (só visíveis num MEV). Causadas pelo crescimento da trinca a cada ciclo de carga, através de um mecanismo de “cegamento e afiamento” sucessivo da sua ponta

Fase Final do Trincamento por Fadiga Caracteristicas da Superfície de Fratura Características macroscópicas das trincas de fadiga: Marcas de Praia e Marcas de Rios Marcas visíveis a olho nu que estão relacionadas ao carregamento indutor da falha Marcas de Rios (radiais, apontam para o início da trinca) 1mm Marcas de Praia (concêntricas, partindo do início da trinca)

Como Atacar o Problema Desenvolvimento de Projetos Mecânicos Baseados nos Seguintes Princípios: Vida Segura Falha Segura Projeto para Vida Segura Assume-se que o material está livre de defeitos e dimensiona-se o componente para operar a níveis de tensão suficientemente baixos que evitem o crescimento de trincas. Portanto, dadas as condições de carregamento, procura-se estabelecer uma “vida segura” para a estrutura.

Como Atacar o Problema Desenvolvimento de Projetos Mecânicos Baseados nos Seguintes Princípios: Vida Segura Falha Segura Projeto para Falha Segura – Tolerante ao Dano Assume-se que o material contém ou irá desenvolver falhas ou defeitos – trincas – que afetarão a capacidade do componente de resistir às solicitações mecânicas mas sem que isso comprometa a operacionalidade da estrutura, pelo menos temporariamente.

Vida Infinita e Regime Linear Elástico Problemas em Componentes Mecânicos ou Estruturais Projetos desses Componentes Devem ser Baseados em Critérios Para Vida Segura Vida Infinita e Regime Linear Elástico

Vida Infinita e Regime Linear Elástico Problemas em Componentes de Hidrogeradores Projetos desses Componentes Devem ser Baseados em Critérios Para Vida Segura Aparecimento de Sítios de Nucleação de Trincas e Mesmo de Trincas Passantes Com 150 mm Após Dez Mil Horas de Funcionamento. Vida Infinita e Regime Linear Elástico

Vida Infinita e Regime Linear Elástico Problemas em Componentes de Hidrogeradores Nucleação e Propagação de Trincas em Pinos de Cisalhamento Após Centenas/Milhares de Horas de Funcionamento Projetos desses Componentes Devem ser Baseados em Critérios Para Vida Segura Vida Infinita e Regime Linear Elástico

Metodologias de Análise Descontinuidades em Componentes estruturais Redistribuição do Campo de Tensões

Metodologias de Análise Descontinuidades em Componentes estruturais Redistribuição do Campo de Tensões Solicitações Cíclicas Nucleação e Propagação de Trincas de Fadiga

Metodologias de Análise Descontinuidades em Componentes estruturais Redistribuição do Campo de Tensões Solicitações Cíclicas Nucleação e Propagação de Trincas de Fadiga Perda da Funcionalidade, Completa Fratura, Prejuízos Financeiros

Metodologias de Análise Descontinuidades em Componentes estruturais Redistribuição do Campo de Tensões Solicitações Cíclicas Nucleação e Propagação de Trincas de Fadiga Caracterização do Material Perda da Funcionalidade, Completa Fratura, Prejuízos Financeiros Caracterização do Carregamento Identificação do Ponto Crítico Garantia da Integridade do Componente Quantificação da Probabilidade de Falha

Informações Técnicas Relevantes Regra de Acúmulo Vida Residual