Avaliação de diferentes métodos de previsão de vida em fadiga em eixo com entalhe circunferencial sob cargas multiaxiais de amplitude variável

• Autor(a) principal: Costa, Dionisio José Rodrigues da
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27145
• topic: Dano à fadiga; Amplitude de tensão e deformação; Tensão média efetiva; Método deformação-vida; Método tensão nominal; Método das deformações locais; Anéis deslizantes; Extensometria elétrica resitiva; Parâmetros de vibração; Simulador de carregamento multiaxial; Engenharia Metalúrgica; Fadiga (Engenharia); Projeto de máquina; Deformação; Tensão; Produção intelectual; Damage analysis for fatigue; Range of stress and strain; Effective medium voltage; Method strain-life; Nominal voltage method; Method of local deformation; Slip ring; Strain gage; Vibration parameters; Multiaxial loading simulator

No presente trabalho se faz um estudo das previsões de vida em fadiga, de acordo com os principais modelos atualmente em uso, para componentes com entalhes sob cargas multiaxiais de amplitude variável. Com o objetivo de dispor de resultados experimentais próprios, foi projetada e desenvolvida uma máquina (Simulador de carregamento Multiaxial dinâmico - SCMD) para realizar ensaios de fadiga em corpos de prova cilíndricos. O carregamento imposto ao corpo de prova (CP), por esta máquina, tem um caráter multiaxial de amplitude variável. Sensores ,situados na superfície do mancal de engaste do CP, permitem a leitura e aquisição do sinal de deformação diretamente aplicado ao CP através de um sistema de anéis deslizantes, que foram projetados, exclusivamente, para aquisição e transmissão do sinal, na forma dinamica. Imagens do MEV, das superfícies de fratura dos corpos de prova, confirmaram a falha por fadiga. No método da tensão nominal (MTN), para previsão de vida em fadiga, foi utilizada a assim chamada modificação de Miner elementar à curva de referência para tensões abaixo do limite de fadiga. No método das deformações locais (MDL), as equações constitutivas e a relação deformação-vida foram modificadas para incluir a multiaxialidade do carregamento imposto pelo SCMD. No contexto deste método foi feito, também, um estudo do erro nas previsões de vida para a condição de compatibilidade das deformações do aço carbono SAE1020. Em todos os casos foi necessário desenvolver ou aprimorar códigos computacionais próprios para a implementação dos modelos.Os resultados mostram que o MTN retorna parâmetros de dano com um coeficiente de variação acima da unidade, na maioria das vezes, indicando uma adequação conservativa. No estudo da compatibilidade ficou demonstrado que o uso de parâmetros independentes,nas relações constitutiva, não afetam, sensivelmente, as previsões de vida. Por ultimo, as previsões baseadas na deformação local efetiva, método MDL, retornaram parâmetros de dano mais próximos da unidade, confirmando as vantagens das abordagens locais para tratar de problemas de fadiga multiaxial em componentes com entalhes agudos.