Estudo experimental da influência de pequenos defeitos na vida à fadiga em aço de baixo carbono

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Torres, Natalia Goncalves
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/37644
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.
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spelling Estudo experimental da influência de pequenos defeitos na vida à fadiga em aço de baixo carbonoMecânica da fraturaFadigaAço de baixo carbonoDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.Este trabalho investiga os efeitos de microdefeitos na vida à fadiga no aço de baixo carbono SAE 1020. O programa experimental consistiu em um conjunto de ensaios uniaxiais de fadiga em amostras lisas e com quatro tipos de defeitos– defeito cilíndrico (0,42 x 0,42 x 0,42 mm), defeito cilíndrico (0,75 x 0,75 x 0,75 mm), defeito cilíndrico raso (0,75 x 0,75 x 0,20 mm) e defeito oblongo (0,84 x 0,42 x 0,42 mm) – afim de obter as curvas S-N, entre 103 a 106 ciclos, para cada caso. Como primeira abordagem, foi realizada simulação numérica em elementos finitos para uma análise elástica linear ao redor dos defeitos. Como base nos resultados obtidos nestas análises, observou-se que ao variar qualquer característica dos pequenos defeitos – tamanho, forma e profundidade – a vida à fadiga é afetada significativamente, mesmo mantendo a medida √area, que tem sido empregada para caracterizar a influência de pequenos defeito no contexto da resistência à fadiga. Defeitos de menor diâmetro (0,42 x 0,42 x 0,42) apresentaram menor influência, com redução na vida à fadiga 50% menor, quando comparados com defeitos maiores (0,75 x 0,75 x 0,75 mm). Dentre todos os casos analisados, os corpos de provas com defeitos rasos apresentaram a maior redução de vida à fadiga, variando entre 60% a 95% quando comparados aos corpos de provas lisos, tal resultado ocorreu possivelmente devido ao pequeno volume de material disponível para a distribuição de tensões em torno dos defeitos. Em geral, para vidas mais longas (105 ciclos), os efeitos dos microdefeitos são correspondentemente maiores, para todos os casos analisados.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).This work investigates the effects of small defects in the fatigue life on SAE 1020 low carbon steel. For this, the experimental program consisted in a set of uniaxial fatigue tests in smooth specimens and specimens with four types of defects - cylindrical defect (0.42 x 0.42 x 0.42mm), cylindrical defect (0.75 x 0.75 x 0.75 mm), cylindrical shallow defect (0.75 x 0.75 x 0.20 mm) and elliptical defect (0.84 x 0.42 x 0.42 mm)- in order to obtain S-N curves, in the range between 103 and 106 cycles. As a first approach, finite element numerical simulation was used for linear elastic analysis around the defects. Based on the results obtained in these analyzes, it was observed that when any small defect characteristics - size, shape and depth – changes, the fatigue life is significantly affected. Smaller defects (0.42 x 0.42 x 0.42 mm) - showed less influence, with 50% smaller reductions in fatigue life, when compared to larger defects (0.75 x 0.75 x 0.75 mm). Among all the analyzed cases, the specimens with shallow defects presented the greatest fatigue life reduction, between 60% to 95% when compared to smooth specimens, this result was possibly due to the small region for the distribution of stress around discontinuity. In general, for high lives (105 cycles), the effects of the small defects are correspondingly larger, for all analyzed cases.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasMamiya, Edgar NobuoTorres, Natalia Goncalves2020-05-08T14:31:25Z2020-05-08T14:31:25Z2020-05-082019-08-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfTORRES, Natalia Gonçalves. Estudo experimental da influência de pequenos defeitos na vida à fadiga em aço de baixo carbono. 2019. iv, 42 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/37644A 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:UNB2024-02-08T21:40:03Zoai:repositorio.unb.br:10482/37644Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:40:03Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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