Metodologia de análise da influência das tensões residuais no comportamento à fratura.

• Autor(a) principal: Benítez Barrios, Daniel
• Data de Publicação: 2002
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-31012024-112833/
• topic: Fracture mechanics; Mecânica da fratura; Stress of materials; Tensão dos materiais

Neste trabalho efetuaram-se, empregando-se o Método dos Elementos Finitos (MEF), modelagens para gerar e avaliar campos de tensões e/ou deformações residuais provocados por carregamento mecânico excessivo. Foram modelados: um ensaio convencional de tração; um corpo de prova dotado de entalhes concentradores de tensão submetido à tração; uma placa de aço sob carregamento arbitrário e o processo de jateamento por granalha (JPG), em que foi simulado o impacto isolado de um projétil sobre uma placa. Aumentou-se gradativamente a complexidade dos modelos propostos, visando avaliar as possibilidades do programa de cálculo utilizado (LUSAS). Em todos os casos, considerou-se o comportamento não linear dos materiais estudados e, exceto na simulação do JPG, os carregamentos, para cada caso, foram aplicados segundo curvas de carga. O uso destas curvas permitiu carregar, obter um determinado escoamento e descarregar sem alcançar a ruptura. Em todas as análises os resultados foram comparados com soluções analíticas ou dados experimentais disponíveis na literatura. Em uma segunda etapa foi realizada a modelagem de um corpo de prova tipo CT, de aço, solicitado segundo o Modo I de propagação da trinca, para se investigar a influência das tensões residuais sobre parâmetros que caracterizam o comportamento do material em relação à fratura. Em uma primeira etapa investigou-se o corpo de prova sem tensões residuais e, posteriormente, com a presença delas. Neste último caso foi aproveitada a modelagem da placa de aço desenvolvida no início do trabalho. Nesta placa foi configurado o corpo de prova CT, empregando-se o procedimento de ativação e desativação de elementos e, em seguida, aplicando-se novamente um carregamento segundo o Modo I. ) Para os dois casos foram calculados os valores do fator de intensificação de tensões aproximado (Ki(r)), do deslocamento de abertura da trinca (COD) e do deslocamento de abertura da ponta da trinca (CTOD). Os resultados demonstram que as tensões residuais de tração na ponta da trinca exercem um efeito detrimental no comportamento dos parâmetros referidos, o que pode trazer, como consequência, uma fratura prematura. O procedimento empregado nesta segunda etapa do trabalho apresenta-se como uma metodologia para este tipo de análise.