Ensaio de fadiga

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Ensaio de fadiga









Renato Ambrózio Gonçalves

UNESP, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá.

Engenharia Mecânica – 10201-1






Resumo: O limite de resistência determinado pelo ensaio de tração é função da carga máxima atingida durante o teste, após o qual ocorre ruptura do material. Ficou então estabelecido que o material não se romperá com uma carga menor queaquela, quando submetido a esforços estáticos. Entretanto quando são aplicados esforços dinâmicos, repetidos ou flutuantes o material pode romper-se com uma carga bem inferior à carga máxima atingida durante o ensaio de tração. Nesse caso tem-se a chamada ruptura por fadiga.
Um metal rompe-se por fadiga quando a ele são aplicadas tensões com flutuação suficientemente grande e com valoracima de um determinado limite, denominado limite de fadiga, o qual pode ser determinado através do ensaio de fadiga. Deve-se notar, porém, que nem todo metal apresenta limite de fadiga determinado, como é o caso dos materiais não ferrosos. A ruptura ocorre quando o número de ciclos de tensão aplicados é também suficientemente grande. No entanto, muitos outros fatores têm acentuada influência sobrea ruptura por fadiga, tornando muito extenso o seu estudo. Neste relatório serão apresentados apenas os fundamentos de como é conduzido um ensaio de fadiga.

Palavras-chave: Fadiga, Ruptura por fadiga, Limite de resistência a fadiga, Limite de fadiga.


1. INTRODUÇÃO

O ensaio de fadiga consiste na aplicação da carga cíclica em corpo-de-prova apropriado e padronizado segundo o tipo deensaio a ser realizado, ele é extensamente utilizado na industria automobilística e em particular na indústria aeronáutica, existindo-se desde ensaios em pequenas estruturas até em estrutura complexa, com asa e longarinas. O ensaio mais utilizado é o ensaio de flexão rotativa, esses ensaios são capazes de fornecer dados quantitativos relativos a aplicação de carga durante longos períodos que omaterial pode suportar. Os principais dados que pode nos fornecer é quanto ao limite de resistência a fadiga ((rf), resistência a fadiga ((f) e a vida em fadiga (Nf).
O limite de resistência determinado pelo ensaio de tração é em função da carga máxima atingida durante o teste, após a qual ocorre a ruptura do material, sendo que o material não se romperia com uma carga menor que aquela. Nestecaso, entretanto, não foi considerado quando a carga aplicada é de forma dinâmica, repetitiva ou flutuante, sendo que o material pode se romper a uma carga bem menor que a máxima obtida no ensaio de tração.
Em geral, classificamos o ensaio de fadiga em duas partes, a primeira quando ocorre a nucleação da trinca, a Segunda quando ocorre a propagação da trinca, sendo que a primeira consome amaior parte da vida útil da peça, podendo chegar em torno de 90% dela.
É importante classificar os tipos de tensões cíclicas que provocam o fenômeno de fadiga, sendo que, de acordo com a tensão aplicada, pode ser classificada por axial (tração-compressão), de flexão (dobramento) e de torção (carga rotativa) que será o tipo de ensaio realizado neste experimento, como mostra a figura 1.1.O corpo apoiado é preso na máquina, em seguida, aplica-se uma carga determinada numa de sua extremidade, pela outra extremidade o corpo é colocado em rotação, sendo que assim temos um sistema triangular de força, onde o esquema de montagem pode ser representado ns figura 1.2.














O número de ciclo suportado até a fadiga éregistrado pela própria máquina, sendo que representa o número de ciclos necessário para a etapa de iniciação da trinca mais a fase de propagação da trinca. Através desses dados podemos encontrar o limite à fadiga, sendo o limite de tensão, abaixo da qual o material pode suportar um número infinito de ciclos sem se romper. No caso dos aços, que apresentam um patamar que corresponde justamente ao...
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