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FadigaElementos de Maquinas 1
Prof. Alan Dantas
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Falhas por fadiga
• Provocam fratura devido a carga cíclica
• A falha tende a ocorrer a um limite bem mais
baixo que o de escoamento
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Falha por fadiga
• Variação da tensão com o tempo
Alternada Repetida Flutuante
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Falha por fadiga
• Diagrama S-N
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Estágios da falha por fadiga
• Início da Trinca
• Propagação da Trinca
• Fratura
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Exemplo
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Morfologia da Fratura
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Morfologia da Fratura
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Morfologia da fratura
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Morfologia da Fratura
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Modelos de Falha por fadiga
• Definição dos regimes de fadifa
– Fadiga de baixo ciclo (FBC)
– Fadiga de alto ciclo (FAC)
• Tensão x nº Ciclos (S-N)• Tensão x nº Ciclos (S-N)
• Deformação x nº Ciclos (ε-N)
• Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE)
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Cargas de Fadiga
Alternada Repetida Flutuante
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Carregamentos reais de serviço
• Estrutura Genérica
• Estrutura marítma
• Avião comercial
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Criterios de medição de falha por
fadiga
• Curva S-N no ensaio de flexão rotativa
Se’
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Relação entre o limite de fadiga e
resistência a tração
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Curva S-N com Se’ não definido
Resistência a Fadiga: Sf’ para um N determinado
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Determinação de Se’ e Sf’
• Ensaio de fadiga sob força normal
• Ensaio de fadiga sob flexão
• Ensaio de fadiga sob torção
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Curva S-N
• Determinação dos pontos de inflexão
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Dados do ensaio de fadiga plotados no
diagrama σ1x σ2
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Mecânica da fratura
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Mecanica da Fratura
• Concentração de tensão criada por uma trinca
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Exemplo
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Modos geométricos da trinca
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Fator de intensidade de tensão
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Fator de intensidade de tensão
• Se b>>a
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• Se a não é pequeno comparado a b e se a
geomentria da trinca não é simples:
β Pode assumir diversos valores que são tabelados. Em uma
placa com uma trinca central o valor de β será por exemplo:
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Critério da Mecânica da Fratura
I – início da trinca
II – crescimento de trinca
III – fratura instável
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Curva de crescimento de trinca
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Criterios para estimar falha por fadiga
Aços Alumínio
Ferro fundidoCobre
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de carga:
• Efeito de Tamanho (cilindros):
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de tamanho para formas diversas:
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de tamanho para formas diversas:
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de superfície:
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de superfície:
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de superfície:
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de temperatura:
• Efeito da confiabilidade
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Fatores de correção para a fadiga
• Efeito de Ambiente: