Fadiga dos materiais

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 10 (2265 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 15 de abril de 2013
Ler documento completo
Amostra do texto
2 Fadiga dos materiais metálicos e concentradores de tensão

2.1. Fadiga: quando os aviões se cansam
Em qualquer novo campo da descoberta humana, geralmente são aqueles que trilham caminhos desconhecidos que sofrem as conseqüências de seu pioneirismo. Em nenhuma outra ocasião isso foi mais verdadeiro do que com o desenvolvimento do primeiro avião comercial a jato da companhia britânica deHavilland [12].

O famoso acidente de avião do Comet de Havilland é um caso clássico de falha de fadiga devido à concentração de tensão. O Comet foi o primeiro avião comercial a jato do mundo e foi considerado um marco na história da aviação. Ele
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0921500/CA

foi projetado para voar a 40.000 pés e sua fuselagem tinha que suportar uma pressão interna nuncautilizada até aquele momento [13]. No dia 10 de janeiro de 1954, o vôo 781 da BOAC (British Overseas Airways Corporation) sofreu uma descompressão explosiva e caiu no mar Mediterrâneo, matando todos a bordo.

Figura 2.1 – Avião Comet da BOAC [14]

No dia 8 de abril de 1954, outro avião Comet de Havilland, agora voando pela South African Airways, caiu no mar Mediterrâneo. Este segundo acidente fez comque as autoridades britânicas parassem toda a frota de Comet e iniciassem uma grande investigação. A preocupação com o futuro da indústria de aviação

24

britânica era tão grande que fez com que Winton Churchill dissesse que o "custo de resolver o mistério do Comet não devia levar em conta nem dinheiro nem recursos humanos" [12]. Como parte dessa investigação, partes dos destroços do aviãoforam recuperadas no local do acidente, tal como o fragmento de telhado mostrado na figura 2.2, que deu algumas pistas para os investigadores que a causa deste acidente tinha sido relacionado à fadiga.

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0921500/CA

Figura 2.2 – Fragmento do teto da fuselagem do Comet mostrando as escotilhas superiores [14]

Para auxiliar os investigadores, um teste de fadigaem escala real foi construído a partir da fuselagem de um avião intacto da BOAC, conforme mostrado na figura 2.3(a). A fuselagem foi colocada em um grande tanque onde água era bombeada para dentro do avião com o objetivo de simular ciclos de pressurização da cabine, carregando a estrutura da fuselagem de 0 até 8,25 e depois para 0 psi novamente, como mostrado na figura 2.3(b).

Figura 2.3 –Ensaio de fadiga do Comet (a) [12]. Ciclos de pressurização do teste de fadiga (b) [15]

25

A estrutura da fuselagem do Comet consiste basicamente de cavernas circunferênciais, longarinas longitudianais e um revestimento cobrindo-os, como mostrado na figura 2.4. No revestimento da fuselagem, existem várias descontinuidades geométricas tais como janelas retangulares e escotilhas de fuga.Extensômetros de resistência elétrica foram instalados perto dos cantos de algumas dessas janelas e escotilhas para medir a tensão e a deformação, dando-se uma atenção especial sobre a iniciação e propagação de trincas nesses locais [15].

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0921500/CA

Figura 2.4 – Estrutura do Comet utilizada no ensaio de fadiga [15]

Inspeções no teste de fadiga revelaram que todasas trincas originaram-se nos furos escareados das cravações próximos às janelas e escotilhas. As medições dos extensômetros indicaram que as tensões nesses locais atingiram seus valores de pico na borda e que perto da linha externa do rebite a tensão era cerca da metade daquela observada na borda. A presença de furos escareados, ou seja, furos afiados, resultaram em um campo de tensão elevado quepode ter aumentado ainda mais a tensão localmente [15].

26

Figura 2.5 – Tensões no revestimento no canto superior (a) e inferior (b) de uma escotilha de fuga para uma pressão interna de 8.25 psi [15]
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0921500/CA

As medidas desses extensômetros mostraram que as tensões em torno de aberturas na fuselagem foram consideravelmente maiores do que se...
tracking img