Validação experimental de soluções de flexibilidade elástica aplicáveis a amostras SE (B)

• Autor(a) principal: Carvalho Júnior, J. F.
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/149
• topic: Mecânica de fratura; Trinca; Amostras SE (B)

Avaliações de integridade estrutural e previsão de falha de componentes contendo trincas são altamente dependentes da precisa determinação de propriedades de tenacidade à fratura (como por exemplo, curvas J-R) e resistência à propagação de trincas por fadiga (como por exemplo, da/dN vs. ?K). Em ambos os casos, tais resultados só podem ser obtidos se estiverem disponíveis metodologias que consigam estimar o tamanho instantâneo da trinca durante o ensaio. A técnica mais comumente utilizada para a obtenção do tamanho instantâneo da trinca é a da flexibilidade elástica no descarregamento, que consiste na medição da flexibilidade momentânea (inverso da rigidez) da amostra quando esta sofre um descarregamento parcial. Assim sendo, este trabalho visa validar experimentalmente soluções de flexibilidade elástica obtidas de simulações refinadas de elementos finitos para geometrias SE(B) e que incorporam efeitos 3D. Para tal, inicialmente é apresentada uma breve revisão do estado da arte no assunto, a importância da medição acurada do comprimento instantâneo da trinca e as limitações atualmente existentes nas formulações de flexibilidade elástica. Frente às limitações identificadas, é apresentada a matriz de análise incluindo ensaios de amostras de variadas geometrias SE(B) fabricadas em aço ASTM A516. Os valores reais de comprimento de entalhe e trinca obtidos experimentalmente das fractografias são então confrontados com os previstos por meio de normas correntes e de simulações numéricas em elementos finitos. As previsões médias das formulações obtidas empregando elementos finitos e incluindo efeitos 3D são mais próximas dos dados reais que as formulações disponíveis nas normas correntes, mas existe superposição dos desvios-padrão. Do ponto de vista de aplicabilidade, houve grande aderência das formulações existentes às amostras enquanto entalhadas, mas foi obtido um expressivo incremento dos erros quando da medição em condição pré-trincada. Os resultados alcançados ampliam o conhecimento sobre a validade e as limitações das soluções numéricas existentes e as recentemente propostas, motivando a continuidade dos estudos.