Modelação probabilística à fadiga de um componente estrutural usando uma abordagem multiescala material-detalhe

• Autor(a) principal: Rebelo, Carlos Filipe Correia
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/10348/12210
• topic: Fadiga; Análise Probabilística

O aço S235 JR tem despertado um interesse crescente no âmbito da reabilitação estrutural, sendo relevante o seu estudo devido à sua aplicação como material equivalente ao material metálico usado em estruturas antigas ainda em operação. O presente trabalho incidiu num estudo de um detalhe deste material, tendo como objetivo a avaliação de três modelos de iniciação de fadiga, a fim de perceber o que melhor se ajustava aos resultados experimentais. Os primeiros passos para o desenvolvimento deste trabalho incidiram na caracterização metalográfica e mecânica do material. A primeira permitiu compreender o material a nível microestrutural e composição química e relacionar estas características com o seu comportamento quando sujeito a cargas cíclicas. Além disso, a análise de DRX forneceu dados para a aplicação do modelo de iniciação SED-Huffman, que tem em conta a estrutura do material à escala nanométrica. A caracterização mecânica do material em estudo permitiu determinar todas as constantes para os três modelos de iniciação e os seus valores característicos, através de análises probabilísticas. Quanto à propagação, também foram determinados os valores que a caracterizam no material e os respetivos valores característicos. Através da campanha experimental, foram observados os efeitos adversos da galvanização na vida à fadiga, bem como o impacto do tipo de furo. Foi também verificada a influência do tipo de material na vida à fadiga em detalhes geometricamente idênticos. A previsão da vida à fadiga do detalhe foi realizada com base em três métodos locais (iniciação de fendas): CMB (Coffin-Manson-Basquin), SWT (Smith-Watson-Topper) e SED-Huffman (Densidade de Energia de Deformação de Huffman). Para a determinação do período de propagação, foi adotado apenas um método. Verificou-se que o modelo SED-Huffman apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais, seguido pelo modelo CMB e SWT, em sequência.