Metodologia de análise de fadiga em componentes estruturais de aço baseada na mecânica da fratura.

• Autor(a) principal: Ricardo Santos Teixeira
• Data de Publicação: 2004
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/FACO-6AYH8B
• topic: Propagação de trincas; Fadiga; Mecânica da fratura; Estruturas de aço; Fator de intensidade de tensão; Engenharia de estruturas; Aço Estruturas; Aço Fadiga; Mecanica da fratura

Neste trabalho é estudado o comportamento à fadiga de componentes estruturais de aço submetidos a carregamentos cíclicos contendo defeitos ou descontinuidades como porosidades, vazios internos, partículas não metálicas, entre outros. Para isso foi feita uma pesquisa bibliográfica para se levantar os tipos de defeitos mais comuns que ocorrem em estruturas metálicas. Verificou-se que defeitos similares a trincas, ocorrem principalmente em ligações soldadas. A análise do comportamento à fadiga desses componentes foi feita utilizando-se a abordagem pela Mecânica da Fratura, por ser essa abordagem mais moderna e realista. A análise de fadiga baseada nessa metodologia é uma das aplicações mais bem sucedidas da Mecânica da Fratura. O cálculo do fator de intensidade de tensão, KI, necessário para análise da vida à fadiga, é particularmente difícil em problemas com geometrias tridimensionais complexas, sendo que para a maioria das configurações reais, a avaliação desse parâmetro é viável apenas por meio de métodos numéricos. Desenvolveu-se ampla pesquisa bibliográfica, bem como intenso programa de testes de validação de uma metodologia para análise de propagação de trincas e vida à fadiga, com base em métodos numéricos e nos fundamentos da Mecânica da Fratura. Utiliza-se o programa FRANC3D, baseado no método dos elementos de contorno, para o cálculo de KI em componentes estruturais contendo defeitos. Com os resultados obtidos foi calculada a vida à fadiga de uma viga de rolamento bi-apoiada de aço, sujeita a carregamentos cíclicos e contendo dois tipos de defeitos, de ocorrência freqüente na solda de ligação da mesa com a alma de perfis de aço I. A ordem de grandeza dos resultados obtidos para as vidas à fadiga é semelhante aos valores correspondentes obtidos usando-se os critérios simplificados da NBR-8800 para estruturas de aço.