Ensaio de Fadiga

Ensaio de Fadiga

Ensaios de Fadiga

Introdução

Ocorre quando peças ou componentes estão submetidos a esforços cíclicos;

  • Ocorre quando peças ou componentes estão submetidos a esforços cíclicos;

EXEMPLOS DE CARREGAMENTO SUJEITOS À FADIGA

  • EXEMPLOS DE CARREGAMENTO SUJEITOS À FADIGA

Carregamento de Fadiga

  • Carregamento de Fadiga

Tensões cíclicas - esforços repetitivos

  • Tensões cíclicas - esforços repetitivos

  • Qualquer carregamento que varie com o tempo pode causar fadiga.

  • Os tipos de carregamento são:

- Amplitude variável

  • - Amplitude variável

Análise de Fadiga

  • Análise de Fadiga

Necessária para estimar a vida dos elementos submetidos a carregamentos cíclicos.

  • Necessária para estimar a vida dos elementos submetidos a carregamentos cíclicos.

  • O método mais confiável é através de testes realizados na própria estrutura. como demandam tempo e dinheiro, utiliza-se corpo de provas com o material usado.

  • Exemplos de protótipos:

Métodos de Ensaio

  • Métodos de Ensaio

Método S-N (Alto Ciclo)

  • Método S-N (Alto Ciclo)

  • Fadiga por tensão controlada

  • Variação da tensão com número

  • de ciclos através diagrama S-N

  • Carregamento reverso, R= -1

  • Deformação elástica controla a falha

  • Ensaio pela norma ASTM E-466

  • Curva de Whöler

Efeito da tensão média na estimativa de fadiga:

  • Efeito da tensão média na estimativa de fadiga:

  • - Aumento da tensão média = decréscimo limite fadiga.

  • - Tensão média positiva diminui, enquanto tensão negativa

  • Aumenta limite de fadiga

Método -n(fadiga de baixo ciclo)

      • Método -n(fadiga de baixo ciclo)
      • Fadiga por deformação controlada
      • Tensões altas para causar deformações plásticas
      • Norma ASTM e-606

Método -N (Fadiga de Baixo Ciclo)

  • Método -N (Fadiga de Baixo Ciclo)

  • Os efeitos das deformações plásticas e elásticas são avaliados pela vida de transição (N)t – Número de ciclos até a falha.

Método do crescimento da trinca

  • Método do crescimento da trinca

  • Regra de Paris:

  • Taxa de propagação da trinca - da/dN - depende do fator de intensidade de tensões K.

  • Fases da curva sigmoidal

Resumo da utilização dos métodos

      • Resumo da utilização dos métodos
      • As metodologias podem assim ser resumidas:
      • 1. o método S-N ou de Whöhler, relaciona a história das tensões (macroscopicamente elásticas) atuantes na raiz do entalhe, com a vida à fadiga de pequenos corpos de prova testados sob carregamentos simples. MLEF
      • 2. o método -N ou de Coffin-Manson, reconhece as deformações elastoplásticas cíclicas atuantes no ponto crítico da peça, e também as correlaciona com a vida de pequenos corpos de prova.MEPF
      • 3. o método da/dN ou de Paris, baseado nos conceitos da mecânica da fratura,que é usado para quantificar a propagação das trincas de fadiga e com isto controlar o tamanho de trinca crítico, no controle de peças.

  • Fraturas por Fadiga

Tipos de fratura

      • Tipos de fratura
      • As fraturas contam a “história” da peça.
      • Apresentam características que indicam o modo da fratura de acordo com o tipo de carregamento aplicado.

EXEMPLOS MACROSCÓPICOS

  • EXEMPLOS MACROSCÓPICOS

EXEMPLOS MICROSCÓPICOS

  • EXEMPLOS MICROSCÓPICOS

Ensaios de Fadiga

  • Ensaios de Fadiga

Tipos de ensaios de fadiga

      • Tipos de ensaios de fadiga
      • Os equipamentos de ensaio de fadiga são constituídos por um sistema de aplicação de cargas, que permite alterar a intensidade e o sentido do esforço, e por um contador de número de ciclos.
      • O teste é interrompido assim que o corpo de prova se rompe.
      • O ensaio é realizado de diversas maneiras, de acordo com o tipo de solicitação que se deseja aplicar:
      • - torção;
      • - tração-compressão;
      • - flexão;
      • - flexão rotativa.

  • Fatores Influentes

Diminuem a resistência à fadiga

      • Diminuem a resistência à fadiga
      • Superfície mal acabada (irregularidades=conc. de tensões)
      • Defeitos superficiais causados por polimento
      • Tratamentos superficiais: cromação, niquelação (introduzem tensões residuais)
      • Ambiente químico corrosivo(acelera a propagação trinca)
      • Forma da peça(concentradores de tensão)
      • Defeitos metalúrgicos como: inclusões; poros etc.
      • Aumentam a resistência à fadiga
      • Estrutura granular refinada
      • Microestruturas estáveis
      • Tratamento térmico adequado
      • Presença de tensões residuais compressivas

  • Demonstração no laboratório

  • FIM

Comentários