Influência da profundidade de trinca e restrição à plasticidade da avaliação experimental de tenacidade à fratura (J E CTOD) de aço ASTM A516 grau 70

• Autor(a) principal: Dantas, S. S.
• Data de Publicação: 2013
• 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/546
• topic: Mecânica de fratura; Resistência de materiais

A ocorrência de falhas catastróficas envolvendo a fratura de materiais é um problema de crescente relevância na sociedade já que a tecnologia mecânica atual é mais complexa se comparada às décadas anteriores e são exigidos níveis bastante elevados de eficiência operacional, o que iniviabiliza abordagens conservadoras em termos de coeficientes de segurança. Neste sentido, a adequada avaliação experimental da resistência à fratura de materiais é de suma importância para suportar atividades de avaliação de integridade estrutural com precisão e segurança. Estes levantamentos experimentais são realizados com base em corpos de prova de dimensões reduzidas baseados em recomendações de normas internacionais, como os compactos em tração C(T) e de flexão em 3 pontos SE(B). Estas normas exigem corpos de prova com trincas profundas que garantem grande severidade do defeito e conservadorismo das propriedades obtidas. Entretanto, estruturas reais apresentam usualmente trincas rasas e acabam muitas vezes sendo prematuramente retiradas de serviço pelo conservadorismo das propriedades de tenacidade à fratura disponíveis dos ensaios. Dependendo da geometria da estrutura em análise, o uso de corpos de prova de trinca rasa se justifica pela menor restrição à plasticidade e mais adequada descrição da condição real de aplicação. No entanto, sob tais condições as propriedades de fratura podem se tornar dependentes da geometria da peça a avaliar. Este trabalho investiga, neste contexto, quão expressivo é o efeito da profundidade de trinca de espécimes SE(B) na tenacidade à fratura avaliada experimentalmente para um aço ASTM A516 Grau 70 por meio dos parâmetros integral J e CTOD. Endereça ainda os níveis de restrição plástica e a validade da mecânica da fratura monoparamétrica sob tais condições. Os resultados revelaram que amostras contendo trincas rasas apresentam menor restrição à plasticidade fazendo com que a validade da mecânica da fratura elasto-plástica seja facilmente violada. Do ponto de vista de propriedades mecânicas, um aumento de 8 % na tenacidade à fratura utilizando espécimes SE(B) com trinca rasa (a/W = 0,2) foi evidenciado em relação a trinca profunda (a/W = 0,5).