Adaptação de modelos de plano crítico para projeto contra fadiga multiaxial de material internamente defeituoso e na presença de micro-defeitos artificiais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Araujo, Lucas Carneiro
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/39783
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.
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spelling Adaptação de modelos de plano crítico para projeto contra fadiga multiaxial de material internamente defeituoso e na presença de micro-defeitos artificiaisFadiga multiaxialInclusões não metálicasResistência de materiaisDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.O objetivo desta pesquisa é investigar o efeito prejudicial de micro-defeitos, como micro- furos e inclusões não metálicas, na resistência à fadiga do aço AISI 4140 em condições de carregamento multiaxial. Para fazer isso, os modelos de fadiga multiaxial baseados na abordagem de plano crítico de Findley e o MWCM são combinados com o parâmetro √area do Murakami. A proposta de adaptação dos modelos multiaxiais se mostrou de simples calibração. Com esta metodologia, os critérios de fadiga multiaxial utilizados não são alterados. No entanto, calibrá-los é consideravelmente mais barato e mais rápido em comparação aos métodos tradicionais. Em adição para capturar o efeito dos carregamentos não proporcionais na resistência à fadiga desse material, os métodos da Maior Envoltória Retangular (MRH) e do Momento de Inércia (MOI) são usados para calcular a amplitude da tensão de cisalhamento. Experimentos com corpos de prova lisos e corpos de prova com um micro-furo cilíndrico foram conduzidos, sob carregamentos combinados de tração-compressão e torção, em fase e fora de fase e seus resultados comparados com as estimativas fornecidas pelos modelos adaptados propostos. A adaptação mostrou-se conservadora, com erros em torno de 30%. Uma análise das superfícies de fratura foi realizada para comparar os planos estimados de iniciação das trincas com os observados.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The goal of this research is to investigate the detrimental effect of micro-defects, such as micro-holes and non-metallic inclusions, on the fatigue strength of the AISI 4140 steel under multiaxial loading conditions. In order to do so, the multiaxial fatigue models based on the critical plane approach of Findley and the MWCM are coupled with Murakami’s √area parameter. The proposed adapted multiaxial criteria are proved simple to calibrate. With this methodology the multiaxial fatigue criteria utilized are not changed. However, calibrating them is considerably cheaper and faster compared to traditional methods. In addition to capture the effect of non-proportional loading on the fatigue strength of these materials, the Maximum Rectangular Hull (MRH) and Moment of Inertia (MOI) method are used to calculate the shear stress amplitude. Experiments with smooth specimens and specimens with a cylindrical micro-hole were conducted, under combined push-pull and torsional loading, in and out-of-phase and its results compared with the estimates provided by the proposed adapted models. The adaptation proved to be conservative with errors around 30%. An analysis of the fracture surfaces was carried out to compare the estimated crack initiation planes with the observed ones.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasAraújo, José AlexanderAraujo, Lucas Carneiro2020-12-23T17:23:16Z2020-12-23T17:23:16Z2020-12-232020-07-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfARAUJO, Lucas Carneiro. Adaptação de modelos de plano crítico para projeto contra fadiga multiaxial de material internamente defeituoso e na presença de micro-defeitos artificiais. 2020. xvii, 73 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/39783A 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:10482/39783Repositório 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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