Tenacidade à fratura

TENACIDADE À FRATURA - KIC
Fator intensidade de tensão (K)
• Fornece um parâmetro macroscópico que permite projetar estruturas mais seguras.
• Fornece conceitos básicos para o desenvolvimento de materiais mais tenazes. Dedução de uma expressão analítica para K (Fator intensidade de tensão)
• Teoria da elasticidade
• Distribuição de tensão na extremidade de uma trinca

Modos de carregamento
Para um sólido contendo uma trinca:
• Modo I – tração - mais importante tecnicamente
• Modo II – cisalhamento
• Modo III – rasgamento

FATOR DE INTENSIDADE DE TENSÃO E TENACIDADE À
FRATURA
Os valores das tensões no ponto A, próximo à extremidade da trinca (r  a), são representados pelas equações:

1/ 2

 a 
 x (r , )   

 2r 

 a 
 y (r, )  

2

r



1/ 2

 a 
 xy (r, )  

2

r



 
 
 3 
 cos    (1  sen   sen 
2
2
 2 



 3 
 cos   (1  sen   sen 
2
2
 2 

1/ 2



 3 
 sen   cos   cos 
2
2
 2 

Análises sobre a equação, mostram que a tensão y (responsável pela propagação da trinca), tende a infinito quando r tende a zero e que para  = 0 y(r,0) = (a/2r)1/2, ou multiplicando os dois lados por 1/2 tem-se que:

 y  (2r )1/ 2    ( a)1/ 2
Define-se como fator de intensidade de tensão, KI, a seguinte expressão: K I   y (r,0)  (2r )1/ 2    ( a)1/ 2

K I  Y c c – metade do comprimento da trinca
Y – fator geométrico dependente dos tamanhos relativos da falha e da amostra e da forma da falha (adimensional) – igual a 1 para uma trinca central em uma placa de dimensões infinitas
Quando  = f
K = Kc – valor crítico de K para a fratura a = ac – comprimento crítico da trinca
Tenacidade à fratura

K Ic  Y f c

• Resistência do material a propagação de trinca
• Propriedade intrínseca do material
• Pode-se predizer que tamanho de trinca pode ser tolerado no