Trabalho de fadiga

INTRODUÇÃO A CIÊNCIA DOS MATERIAS.
(FADIGA)

INDICE:
1- DEFINIÇÃO.
2- HISTORIA.
3- MECANISMO.
4- CONCEITOS.
5- FATORES QUE AFETAM A VIDA EM FADIGA DOS MATERIAIS.
6- RESISTÊNCIA A FADIGA DE METAIS.
7- REFERÊNCIAS:

1- Definição:

Define-se fadiga como o fenômeno de ruptura progressiva de materiais sujeitos a ciclos repetidos de tensão ou deformação.O estudo do fenômeno é de importância para o projeto de máquinas e estruturas, uma vez que a grande maioria das falhas em serviço são causadas pelo processo de fadiga.

No geral, fadiga é um problema que afeta qualquer componente estrutural ou parte que move. Exemplos: automóveis nas ruas, aviões (principalmente nas asas) no ar, navios em alto mar, constantemente em choque com as ondas,reatores nucleares etc....(perceba então a importância do fenômeno de fadiga). Pode-se afirmar que 90% das falhas em serviço de componentes metálicos que experimentam movimento de um jeito ou de outro é devido à fadiga. Freqüentemente, a superfície de fratura por fadiga irá mostrar algumas características macroscópicas de fácil identificação e associação ao fenômeno da fadiga, tais como as marcas depraia (ver Figura 1).

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Figura 1 – Representação esquemática da superfície de fratura em um aço.

A Figura 1 mostra um esquema da superfície de fratura de um aço que falhou por fadiga. As principais características a serem observadas neste tipo de falha são um ponto ou sítio de iniciação da trinca (geralmente na superfície); uma região de propagação de trinca mostrando as marcas de praiae uma região de fratura rápida, onde o comprimento de trinca excede um valor crítico. Tipicamente, a falha sob carregamento cíclico ocorre a níveis de tensões muito mais baixos do que sobre carregamento monotônico (ensaio de tração).

2- História:

As primeiras observações do fenômeno de fadiga datam o ano de 1829, quando W.A.J Albert publicou resultados de testes realizados em correntes deferro submetidas a carregamentos cíclicos. No período de 1852 a 1869, em Berlim, August Wöhler estudou a ruptura de eixos ferroviários. A ocorrência destas falhas era imprevisível para os engenheiros da época. Vários eixos fraturavam após apenas algumas centenas de quilômetros de serviço e, embora projetados de acordo com critérios de resistência estática, essa fratura ocorria sob condições decarregamento normal. Apesar de ensaios de tração realizados no material antes da entrada em serviço revelarem adequada ductilidade, a ruptura em serviço não apresentava sinais de deformação plástica. Ainda, estes mesmos ensaios realizados no material após a fratura apresentavam as características de ductilidade iniciais. O nome fadiga se deve ao fato do mecanismo deste fenomeno ser desconhecido naépoca, dai então se dizia que o material "cansava" ou "fadigava".

3- Mecanismo:

De um modo geral para que ocorra fadiga é necessário que três fatores sejam aplicados juntos: solicitações dinâmicas, solicitações de tração e deformação plástica. A falha por fadiga ocorre devido a nucleação e propagação de defeitos em materiais devido a ciclos alternados de tensão/deformação. Inicialmente as tensõescisalhantes provocam um escoamento localizado gerando intrusões e extrusões na superficie; isto aumenta a concentração de tensões dando origem a uma decontinuidade inicial. A medida que esta descontinuidade vai ficando mais "aguda" a mesma pode começar a propagar gerando uma "trinca de fadiga" cujo o tamanho aumentara progressivamente até a fratura do componete.

4- Conceitos:

Descrição deum Ciclo de Carregamento.

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Figura 2 – Parâmetros de fadiga.

Tensões de amplitude constante: ciclos variando entre dois valores: máximo e mínimo

Tensão no ponto: s

Intervalo da tensão cíclica - é a diferença entre os valores máximo e a mínimo. (( = (max-(min .

Tensão média ou média das tensões: (m = ((max+(min)/2

Amplitude da tensão cíclica: (a = ((max-(min)/2

Razão...
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