Fadiga dos materiais

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  • Publicado : 21 de abril de 2012
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1. OBJETIVOS
O presente experimento tem por objetivo estabelecermos o limite de fadiga dos corpos de prova ensaiados, bem como a compreensão do conceito fadiga, como determinarmos a resistência à fadiga, como apresentarmos os resultados deste ensaio, os fatores que influenciam a resistência dos metais à fadiga e o que podemos fazer para melhorar essa resistência.
2. INTRODUÇÃO
O limite deresistência determinado pelo ensaio de tração é função da carga máxima atingida durante o teste, após a qual ocorre ruptura do material. Ficou então estabelecido que o material não se romperá com uma carga menor que aquela, quando submetido a esforços estáticos.
Entretanto, quando são aplicados esforços dinâmicos, repetidos ou flutuantes em um material metálico, o mesmo pode se romper com uma cargabem inferior à carga máxima atingida na tração (ou na compressão). Nesse caso, tem-se a chamada ruptura por fadiga do material.
Um metal rompe-se por fadiga, quando a tensão cíclica, aplicada nele tem uma flutuação suficientemente grande e é maior que um valor característico de cada metal, denominado limite de fadiga, o qual pode ser determinado mediante um ensaio de fadiga. É de se notar, porémque nem todos os materiais metálicos apresentam um limite de fadiga definido.
A ruptura geralmente ocorre quando o número de ciclos de tensão aplicada é também suficientemente grande. No entanto, muitos outros fatores afetam a ruptura por fadiga, tornando muito extenso o seu estudo.
O estudo da fadiga é de primordial importância para projeto de peças sujeitas a tensões cíclicas, as quaismodernamente são cada vez maiores. O ensaio de fadiga pode ser realizado na própria peça, caso se disponha de uma máquina apropriada, reproduzindo no ensaio da melhor maneira possível os esforços a que ela é submetida na prática ou em corpos de prova, nesse caso testando o material em si, sem verificar os efeitos das particularidades existentes na própria peça.
A determinação do limite de fadiga éfrequentemente realizada em corpos de prova usinados. O número de ciclos de tensões suportados pelo corpo de prova até a fratura é designado por N. Esse número é contado na própria máquina de fadiga e representa a soma do número de ciclos para iniciar uma trinca de fadiga mais o número de ciclos para propagar a trinca através do material.
O limite de fadiga é definido como o valor limite da tensão,abaixo da qual o material pode suportar um número infinito de ciclos de tensões regulares sem romper. Geralmente, essas tensões são aplicadas pelas máquinas sob a forma de flexão rotativa, torção ou tração-compressão.
Os ciclos encontrados na prática e nos laboratórios em geral são do tipo regular, ou seja, repetitivos ou alternativos e com todas as características constantes. Tais ciclos sãoencontrados na maioria das máquinas de ensaio de fadiga, as quais mantêm uma velocidade constante durante cada teste. Ciclos do tipo regular não são geralmente encontrados na prática. Atualmente existem máquinas que também reproduzem esses ciclos de tensões, para estudos específicos.
Em condições normais de uso, os produtos devem sofrer esforços abaixo do limite elástico, que corresponde à tensãomáxima que o material pode suportar.Em geral, projetamos um produto para suportar esforços acima desse limite, ensaiamos os materiais, controlamos o processo de produção e são tomados todos os cuidados para que o produto não apresente qualquer problema.
Apesar de todas essas precauções, é possível que, após algum tempo de uso normal, o produto venha a falhar, deixando o usuário na mão. Essa falha étípica de um fenômeno chamado, fadiga. Fadiga é a ruptura de componentes, sob uma carga bem inferior à carga máxima suportada pelo material, devido a solicitações cíclicas repetidas.
O ensaio de resistência à fadiga é um meio de especificar limites de tensão e de tempo de uso de uma peça ou elemento de máquina. É utilizado também para definir aplicações de materiais. É um ensaio dinâmico, onde...
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