Vida à fadiga da liga de alumínio Al7075 - T6511 na presença de defeitos por indentação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Vinícius Rodrigues Moraes
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/39732
Resumo: Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Brasília, 2020.
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spelling Vida à fadiga da liga de alumínio Al7075 - T6511 na presença de defeitos por indentaçãoFadigaDefeitos por indentaçãoLigas de alumínioDissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Brasília, 2020.Este trabalho investiga os efeitos de defeitos produzidos por indentações na vida à fadiga da liga de alumínio 7075-T6511. O material foi submetido a carregamentos cíclicos tração-compressão totalmente alternados com amplitudes de tensão nominal entre 190 MPa e 450 MPa, resultando em vidas de 4 × 103 até 107 ciclos. Os defeitos por indentação --- produzidos com cargas de 62,5 kgf, 31,3 kgf e 15,6 kgf --- provocaram reduções na vida à fadiga de até 82 vezes para as amplitudes de tensão consideradas. A partir das curvas S-N obtidas, estimou-se as amplitudes de tensão correspondentes a uma vida de 107 ciclos, comparando-as com os limites de resistência à fadiga obtidos por meio do modelo de Murakami e Endo. Observou-se que as estimativas de resistência à fadiga assim obtidas mostraram-se conservadoras em relação ao modelo de Murakami e Endo, apresentando uma diferença de 17,0% para o caso dos defeitos por indentação com carga de 62,5 kgf e 6,8% para os defeitos com carga de 31,3 kgf. Para o material com defeito por indentação com cargas de 62,5 kgf e 31,3 kgf, as marcas de rio indicaram que as trincas iniciaram nas superfícies do corpo de prova, próximo à borda do defeito. Para o material com defeito com carga de 15,6 kgf, a indentação não determinou o local de iniciação da trinca. Realizou-se um estudo numérico utilizando o método dos elementos finitos, no qual simulou-se a indentação e um ciclo de carregamento. Utilizou-se o parâmetro de Smith, Watson e Topper para estimar a vida do material, a partir dos resultados numéricos obtidos. O parâmetro SWT é crítico na região onde as marcas de rio indicam a iniciação da trinca. Esse parâmetro estimou uma vida de 30 mil ciclos, enquanto obteve-se experimentalmente uma vida de 200 mil ciclos, o que representa uma diferença de 6,7 vezes. Por outro lado, a desconsideração do defeito leva a uma estimativa de vida 67 vezes maior que aquela observada experimentalmente. Assim, comparando-se com a estimativa de vida desprezando-se o defeito, o parâmetro SWT foi mais preciso e, ainda mais importante, estimou uma vida a favor da segurança.This work investigates fatigue life of the aluminum alloy 7075-T6511 under the presence of defects produced by indentations. The material was subjected to fully reversed tractioncompression cyclic loads with nominal stress amplitudes between 190 MPa and 450 MPa, resulting in lives of 4 × 103 to 107 cycles. Indentation defects --- produced with loads of 62.5 kgf, 31.3 kgf and 15.6 kgf --- caused fatigue life reductions of up to 82 times for the stress amplitudes considered. From the obtained S-N curves, the stress amplitudes corresponding to a life of 107 cycles were estimated, comparing them with the fatigue strength obtained through the Murakami and Endo model. It was observed that the fatigue strength estimates thus obtained were conservative when compared with the Murakami and Endo model, presenting a difference of 17.0% for the case of defects with 62.5 kgf indentation force and 6.8% for 31.3 kgf indentation force defects. Under 62.5 kgf and 31.3 kgf indentation forces defects, the river marks indicate that the cracks started close to the edge of the defect. In the case of 15.6 kgf indentation force, the defect did not determine the crack initiation site nor the fatigue life. A numerical study was carried out using the finite element method, in which the indentation and a loading cycle were simulated. The Smith, Watson and Topper parameter was considered to estimate the life of the material, based on the numerical results obtained. The SWT parameter is critical in the region where the river marks indicate the crack initiation. This parameter estimated a life of 30,000 cycles, while a life of 200,000 cycles was experimentally obtained, which represents a difference of 6.7 times. On the other hand, the disregard of the defect leads to a life estimate about 67 times greater than that observed experimentally. Thus, compared to the life estimate without considering the defect, the SWT parameter was more precise and, even more importantly, it produced a conservative life estimate.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasMamiya, Edgar NobuoSilva, Vinícius Rodrigues Moraes2020-12-17T11:44:59Z2020-12-17T11:44:59Z2020-12-172020-07-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Vinícius Rodrigues Moraes. Vida à fadiga da liga de alumínio Al7075 - T6511 na presença de defeitos por indentação. 2020. [77] f. il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/39732A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:37:08Zoai:repositorio.unb.br:10482/39732Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:37:08Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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