tópicos sobre mecânica da fratura problema que estuda a mecânica da fratura paramêtros...
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Tópicos sobre Mecânica da fratura
Problema que estuda a mecânica da fratura Paramêtros utilizados para medir a
integridade estrutural. Parametro de Griffith (G,Gc)
Fator de Intensidade de Tensões KI,II,III,Kc (Irwin) COD , Integral J parametros utilizados na Mecânica não linear da
Fratura. Métodos utilizados em análise estrutural
Problema que estuda a mecânica da Fratura Em Resistência dos Materiais para saber se uma estrutura
colapsa ou não consideramos
Svm(geometria, cargas):: Sy(mat.,temp,vel. Carr.) No caso de ter uma estrutura com uma fissurada não é possível
aplicar o mesmo parâmetro de comparação e devo procurar outra alternativa do tipo
Z(geometria,cargas,a)::Zc(mat,temp,vel. Carr)
Resistência teórica dos materiais
Criterio energético de Griffith
E
aU a
2
22
Liberação de energia devido a propagação de uma trinca de comprimento a
aW 2 Energia necesaria para a criação de uma fissura de comprimento a
Balanço Energético
Condição para propagação da fissura
a
W
a
U
2
2
2
E
a
Calculando para o caso analisadoOu em forma genérica
cGG
Condição para a Propagação Instável
a
R
a
W
a
G
2
2
RGG c
Em geral estruturas trincadas com cargas controladas tem propagação instável e estruturas trincadas com deslocamento controlado tem propagação estável.
Extensão da teoria de Griffith
p
p A energia superficial ,e igual para o vidro que para o aço 1J/m2, para o
diamante é 5.44J/m2 e para a agua é 0.077 J/m2
pcG 2 onde 2cG
Esté coeficiente leva em conta outros mecanismos internos que se opõem a
abertura da fissura p
Gc(aço)=10e5 a 10e6 J/m2 Gc(vidro)=6 ver pp 41 M. Branco
G(função da geometria e do tipo de carga,do tamanho da fissura a e de E)
Gc (função do material, temp,veloc. De carregamento....)
•Obtenção do G, dependerá da distribuição energética de todo o sistema estudado, pode ser determinado teoricamente em casos simples o em forma numérica com métodos tipo MEF ou MEC
a
UG
•Para a determinação do Gc se realiza experimentalmente a determinação da expressão indicada ao lado.
As Interfaces como um mecanismo de parada da trinca(gráfica dos Fc para as tensões perpend. à direção da trinca)
1e-9
m
2e-6mFcmax=201 Fcmax=38
Caso da fibra de vidro ,Se a união entre duas interfaces não é muito forte um mecanismo de parada de trinca se produz
interface
Mecanismo que se produz em materiais compostos
*
A tensão teórica do material e de aprox. E/6 As tensões máximas em * serão de aprox.
(teórica /38), o que da que a resistencia real de um material composto com uma boa tenacidade.
Os minerais tem E elevados,mas tem planos de clivagem que tornam eles muito frágeis.
Em tecidos o atrito também pode entrar em jogo aumentando a tenacidade do material.
Observações :
Outro mecanismo de travamento
Figura 6.36 A: Propagación de fisura principal a K cercano a Umbral. Resaltan 8 nódulos ignorados por la
fisura principal
12
3
4
56
78
Metalografia de um ferro fundido nodular, a combinação ferro + nódulos de grafito permitem obter um material mais dúctil