14496890-monografia-ensaio-de-fadiga.pdf

Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-Graduação

Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC

SEMINÁRIO

Ensaio de Fadiga

Assunto: Construção Civil

Área de Concentração: Estruturas e Construção Civil

Linha de Pesquisa: Sistemas Construtivos e Desempenho de Materiais

Aluno: HERNANE DO NASCIMENTO [email protected]

Orientador: PROF BAUER

Período: 1º Semestre Letivo de 2009.Brasília, 23 de abril de 2009.

mailto:[email protected]

http://www.unb.br/ft/enc/estruturas/linhas/SistemasConst/sistemasconst.htm

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO2 DESENVOLVIMENTO

2.1 HISTÓRIA DA FADIGA2.2 PARÂMETROS FUNDAMENTAIS PARA O ESTUDO DA FADIGA2.3 O PROCESSO DE FADIGA NOS MATERIAIS

2.3.12.3.22.3.3

2.42.4.1

2.52.6

2.6.12.6.22.6.3

2.72.7.

12.7.22.7.32.7.42.7.5

2.82.9

2.102.113.0 CONCLUSÃO

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASAPÊNDICE

Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”1- INTRODUÇÃOA palavra fadiga, que vem do latim “fatigare”, significa “cansar, estar cansado”, e vem designar as falhas de materiais que sofreram carregamentos cíclicos. O primeiro estudo sobre fadiga em materiais metálicos foi conduzido por volta de 1829, pelo alemão W. A. J. Albert; porém A. Wöhler foi o primeiro a aplicar carregamentos de flexão rotativa, e de torção, durante o período de 1852 – 1869, em Berlim. Uma das primeiras definições sobre o conceito de fadiga foi apresentada pela Internacional Organization for Standardization em 1964, em Genebra, e diz que:

“Fadiga é um processo de alteração estrutural permanente, progressivo e localizado, que ocorre num material sujeito a condições que produzem tensões ou extensões dinâmicas num ponto ou em vários pontos, e que podem culminar em trincas (fendas) ou em uma fratura completa após um número suficiente de aplicações de carga”.

Esta definição ainda que generalizada, é valida para a fadiga de materiais não metálicos, cujas falhas podem ocorrer de várias formas, destacando-se: Fadiga mecânica, Fadiga térmica e Fadiga por corrosão.

FADIGA MECÂNICA é a fadiga que se desenvolve em componentes solicitados dinamicamente por tensões ou deformações que se verifica em elementos estruturais tais como parafusos de prensas, diferenciais de transmissão dos automóveis.

FADIGA TÉRMICA é a fadiga resultante do efeito das tensões causadas por variações da temperatura. Esta fadiga verifica-se, essencialmente, em equipamentos que trabalham à altas temperaturas tais como fornos, reatores, componentes de motores de combustão interna.

FADIGA POR CORROSÃO é a fadiga que resulta da ação simultânea de tensões dinâmicas atuantes em ambientes corrosivos. Casos de fadiga por corrosão verificam-se, por exemplo, em componentes estruturais que estão em contacto com a água salgada. Se a superfície das peças não estiver suficientemente protegida pode originar pequenas aberturas, ou áreas de material dissolvido que aparecerão preferencialmente nas zonas em que as tensões são mais elevadas, funcionando como pequenos entalhes e onde a nucleação de fendas de fadiga se processa com facilidade devido às concentrações de tensões.

A fadiga é um processo de redução da capacidade de carga de componentes estruturais pela ruptura lenta do material, através do avanço da trinca a cada ciclo de carregamento. Ela ocorre pela presença de tensões que variam com o tempo, provocando deformações plásticas cíclicas nos pontos mais críticos, as quais levam a uma deterioração do material que dá origem a uma trinca de fadiga que, com o prosseguimento do carregamento variável, vai crescendo até atingir um tamanho suficiente para provocar a ruptura final.

O processo de nucleação da trinca de fadiga depende das tensões cisalhantes cíclicas que atuam, enquanto que para a propagação são importantes as tensões de tração, que fazem com que as pequenas trincas que foram nucleadas venham a crescer e levem à ruptura final. Como os mecanismos que atuam na nucleação e na propagação são distintos, é necessário usar critérios diferentes para avaliar uma falha por fadiga na nucleação e na fase de propagação.

Fadiga é uma forma de falha que ocorre em estruturas submetidas a tensões dinâmicas e flutuantes, por exemplo: Pontes, aeronaves e componentes de máquinas.

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”Sob estas circunstâncias é possível para a falha ocorrer num nível de tensão consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração ou ao limite de escoamento para uma carga estática. O termo "fadiga" é usado porque este tipo de falha normalmente ocorre após um prolongado período de ciclagem de tensão ou deformação. A Fadiga é importante porquanto ela é a maior causa simples de falha metálicas, estimada como compreendendo aproximadamente 90% de todas as falhas metálicas; polímeros e cerâmicas (exceto para vidros) são também susceptíveis a este tipo de falha. Além disto, ela é catastrófica e traiçoeira, ocorrendo muito repentinamente e sem aviso.

Falha de fadiga é do tipo frágil em natureza mesmo em metais normalmente dúteis, no sentido de que existe muito pouca, se é que exista alguma, deformação plástica bruta associada coma falha. O processo ocorre pela iniciação e propagação de trincas e ordinariamente a superfície de fratura é perpendicular à direção de uma tensão de tração aplicada.

Existem três fatores básicos responsáveis pela fadiga:o Tensão máxima aplicada;o Amplitude da tensão cíclica;o Número de ciclos.

Fatores como: meio ambiente corrosivo, variações de temperatura, estrutura do material, tensões residuais (combinadas e/ou concentradas), acabamento superficial, entre outros também influenciam no processo de falha por fadiga.

Para que a falha por fadiga aconteça faz-se necessário a ação simultânea de tensões cíclicas, deformação plástica e tensões de tração. As tensões cíclicas iniciam as trincas e as tensões de tração promovem o seu crescimento ou a sua propagação (Albuquerque, 2004).

2- DESENVOLVIMENTO

2.1- HISTÓRICO DA FADIGAMuitas das falhas de mecanismos acontecem como resultado da variação dos carregamentos em função do tempo e com valores de cargas abaixo dos carregamentos estáticos, ou seja, estes carregamentos normalmente estão abaixo do limite de escoamento do material. Com isto percebe-se que, para não tornar o projeto inseguro, deve-se projetar um mecanismo considerando as cargas dinâmicas e não só as estáticas, já que a fadiga é responsável por aproximadamente 90% das falhas em peças metálicas.

Este fenômeno foi inicialmente noticiado por volta de 1800, quando eixos de locomotivas começaram a falhar com pouco tempo de uso. O material empregado era dúctil e mesmo assim, este apresentava uma superfície de fratura frágil e rápida, pois este processo de falha inicia-se com uma pequena trinca, proveniente de concentrações de tensões na superfície externa ou até mesmo defeitos internos, que irão se propagar, pois a superfície de fratura é perpendicular a direção da tensão aplicada. Em 1843, Rankine publicou o artigo “On the Causes of Unexpected Breakage of Journals of Railway Axles” onde se postulou que o material tinha cristalizado e tornado-se frágil devido às flutuações de tensões. Na verdade os eixos foram projetados levando-se em consideração apenas os esforços estáticos; porém, após a

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”introdução dos mecanismos movidos a vapor, os carregamentos dinâmicos surgiram como um novo fenômeno. Estes eixos eram fixados nas rodas dos vagões e durante o movimento eram submetidos a uma flexão rotativa, na forma de reversão completa como visto na Figura 01.

Figura 01: Tensão versus tempo com reversão completa.

Um engenheiro alemão, August Wöhler, fez a primeira investigação científica (que durou mais de 12 anos) do que é chamado hoje como “Falha por Fadiga”, submetendo os eixos a condições de carregamentos com reversão completa. Em 1860 ele publicou suas descobertas, identificando o número de ciclos de tensão em função da variação de tensão como os responsáveis pela falha e notificou a existência do limite de fadiga (σe) para aços, que representa um nível de tensão aplicada onde o material pode trabalhar por milhões de ciclos com tensões totalmente reversas sem caminhar para a fratura. A curva S-N ou de Wöhler tornou-se um padrão na caracterização dos comportamentos dos materiais e é usada até hoje, sendo representada na Figura 02:

Figura 02: Esquema típico de curva S-N.

Poncelet em 1839 foi o primeiro a utilizar o termo fadiga. O mecanismo de falha ainda não havia sido descoberto e a aparência frágil da superfície, mesmo de materiais dúcteis, permitiu especular-se que o material “cansou” e fragilizou a partir das oscilações dos carregamentos. Porém, um pouco mais tarde Wöhler mostrou, através de um ensaio de tração, que os eixos fraturados naquela ocasião ainda eram fortes e dúcteis. Mesmo assim, o termo fadiga permaneceu até os dias atuais quando se fala em cargas variáveis em função do tempo. Podem-se ver na Tabela 01, os principais pesquisadores e colaboradores de falhas por fadiga.

Os custos anuais com falha por fadiga nos Estados Unidos, segundo Dowling, são altíssimos. Por exemplo, em 1982 estes custos chegaram a 100 bilhões de dólares, com danos em veículos, aviões, pontes, indústrias petrolíferas e outros. Estes custos também podem envolver vidas humanas, provocados pelos desastres aéreos, como por exemplo, os desastres sofridos com os aviões da British Comet a partir de 1954. Na segunda Guerra Mundial houve um desenvolvimento muito grande na utilização dos

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”materiais e de lá para cá os pesquisadores são motivados a acharem cada vez mais respostas para as falhas de fadiga, visando à diminuição dos custos.

ANO PESQUISADOR EVENTO OU REALIZAÇÃO

1829 Albert Primeiro a documentar falhas por carregamentos repetidos

1839 Poncelet Primeiro a usar o termo fadiga

1843 Rankine Discute a teoria de cristalização (do material) da fadiga

1849 Stephenson Discute a associação de falhas por fadiga nas estradas de ferro

1850 Braithwaite Primeiro a utilizar o termo fadiga numa publicação Inglesa e discutir a teoria de cristalização

1864 Fairbairn Relata a primeira experiência com carregamentos repetidos

1871 Wöhler Publica resultados de 12 a 20 anos de investigação sobre falhas, apresentando o ensaio de flexão rotativa, o diagrama de curva S – N e a definição de limite de fadiga.

1871 Bauschinger Desenvolve um extensômetro com 10-6 de precisão e estuda a tensão – deformação não elástica

1886 Bauschinger Propôs um “limite elástico natural” cíclico onde a fatiga não se manifestaria

1903 Ewing/Humfrey.Descobrem linhas de escorregamento, trincas de fadiga e crescimento da trinca para falhar, invalidando a teoria da cristalização.

1910 Bairstow Verificou a teoria do limite elástico natural de Bauschinger e o limite de fadiga de Wöhler

1910 Basquin Desenvolveu a Lei exponencial de testes de fadiga (equação de Basquin)

1915 Smith/Wedgewood Separou a tensão cíclica plástica da tensão total plástica

1921 Griffith Desenvolveu o critério de fratura e relacionou com crescimento de trinca de fadiga

1927 Moore/Kommers Quantificaram dados para a fadiga de alto ciclo para diversos materiais em “A Fadiga dos Materiais”

1930 Goodman/Soderberg De forma independente publicam a influência da tensão média na fadiga

1937 Neuber Publica a equação de Neuber para concentração de tensão em entalhes

1953 Peterson Publica fatores de concentração de tensão de acordo com as geometrias

1955 Coffin/Manson De forma independente publicam a Lei das deformações baseadas em fadiga de baixo ciclo (Lei de Coffin-Manson)

1961 Paris Publica a Lei de Paris da mecânica da fratura para crescimento de trinca de fadiga

Tabela 01: Cronologia dos pesquisadores sobre a falha de fadiga.

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”2.2 PARÂMETROS FUNDAMENTAIS PARA O ESTUDO DA FADIGAA seguir estão definidos parâmetros importantes que serão úteis na discussão sobre fadiga. Estes parâmetros, mostrados na Figura 03, são:

o Amplitude de tensões:

o Tensão média:

o Razão ou relação de tensões:

Onde σ max e σ min são respectivamente a máxima e a mínima tensão aplicada num carregamento cíclico.

Figura 03: Ciclo senoidal aleatório de tensões onde se define σ a e σ m.

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σ a= σ r/2 = (σ max – σ min)/2

R = σ min/σ max

σ m= (σ max + σ min)/2

Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”2.3- O PROCESSO DE FADIGA DOS MATERIAISA ruptura por fadiga que surge em componentes estruturais, quando submetidos à tensões dinâmicas, é provocada pela nucleação mais ou menos lenta de trincas de fadiga, por isso que o processo de fadiga é geralmente dividido em quatro fases ou estágios, conforme se indica a Figura 04 abaixo:

o Iniciação de trinca (Nucleação e Crescimento Microscópico), onde uma pequena trinca se forma em algum ponto de alta concentração de tensão;

o Propagação de trinca (Crescimento Macroscópico), durante a qual esta trinca avança incrementalmente com cada ciclo de tensão; e

o Falha final, que ocorre muito rapidamente uma vez que a trinca avançante tenha atingido um tamanho crítico

Figura 04: O processo de fadiga dos materiais.

As duas primeiras fases constituem o período de iniciação da trinca, seguida do crescimento macroscópico que constitui o período de propagação da trinca, podendo conduzir à ruptura final. O começo e fim de cada período não são facilmente definidos à exceção da ruptura final.

A duração de um componente estrutural à fadiga define-se, assim, pelo número de ciclos de aplicação da carga até a ruptura Nt, englobando o período de iniciação Ni e o período de propagação Np, podendo-se no caso geral escrever (Ver Figura 04a):

Em que Ni e Np podem ser estimados independentemente. O período de iniciação é, dividido em dois estágios - o de nucleação de trincas e o de crescimento microscópico de trincas – cujos comportamentos não são descritos pela Mecânica da Fratura Linear Elástica em virtude de sobreestimarem os valores para as taxas de crescimento das trincas.

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NucleaçãoCrescimentoMicroscópico

CrescimentoMacroscópico Ruptura final

VIDA EM FADIGA

Período de Iniciação Período de propagação

Nt = Ni + Np

Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”

Figura 04a: Duração de um componente estrutural à fadiga.

A contribuição do estágio final de falha à vida total em fadiga é significativa de vez que ela ocorrerá rapidamente. Porções de Ni e de Np em relação à vida total dependem do particular material e das condições de teste. Em baixos níveis de tensão (isto é, para fadiga de alto-ciclo), uma grande fração da vida em fadiga é utilizada na iniciação da trinca. Com o aumento do nível de tensão, Ni decresce e trincas se formam mais rapidamente. Assim para fadiga de baixo-ciclo (altos níveis de tensão), o estágio de propagação predomina (isto é, Np > Ni).

Trincas associadas com falha por fadiga quase sempre se iniciam (ou nucleiam-se) na superfície de um componente em algum ponto de concentração de tensão. Sítios de nucleação de trinca incluem arranhões de superfície, filetes agudos, rasgo de chaveta, fios de rosca, dentes e similares. Em adição, carregamento cíclico pode produzir descontinuidades superficiais microscópicas resultantes de degraus de escorregamento de discordâncias que podem agir como elevadores de tensão e, portanto, como sítios de iniciação de trincas.

Antes de se iniciar a descrição do processo de fadiga, convém destacar alguns aspectos particularmente importantes que caracterizam a ruptura por fadiga. As fendas de fadiga iniciam-se, geralmente, num ponto de concentração de tensões à superfície, onde o estado de tensões é particularmente elevado, propagando-se na direção perpendicular à direção da tensão principal, verificando-se a ruptura instável do tipo frágil ou dúctil quando a secção resistente do material se torna insuficiente para suportar a tensão aplicada.

A superfície de fratura por fadiga pode ser reconhecida geralmente a partir do aspecto da sua superfície a qual apresenta duas regiões distintas. Uma primeira região (a), lisa de aspecto sedoso e brilhante, resultante da ação de fricção que se verifica entre as superfícies durante a propagação da fenda através da secção do material e uma segunda região (b) de aspecto grosseiro e irregular (Figura 05)

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Fase I

Fase II

Ruptura

Ni

Np

Nt

Ciclos

Ten

sões


Figura 05 – Aspectos da fratura por fadiga.

Como a falha por fadiga se dá no ponto de alta tensão localizada, qualquer descontinuidade, seja ela acidental (Falha de fundição, risco na usinagem) ou intencional (Rasgo de chaveta, furo para pino, escalonamento de diâmetro) poderá iniciar tal tipo de deterioração. Um coeficiente de segurança (cs) deve ser adotado para cobrir os casos de falha acidental. Já as descontinuidades previstas no projeto (Para montagens, uniões, juntas, etc) devem ser consideradas com adoção de fatores apropriados (K) relacionados com a concentração de tensões.

Você pode observar aproximadamente o que acontece na fadiga, dobrando repetidamente um pedaço de arame de aço. Após dobrar algumas vezes, se você observar atentamente, notará algumas pequenas trincas. Se continuar dobrando, observará que a trinca aumenta de tamanho até ocorrer a ruptura do arame.

O estudo da fadiga é importante porque a grande maioria das falhas de componentes de máquinas, em serviço, se deve à fadiga. E a ruptura por fadiga ocorre sem nenhum aviso prévio, ou seja, num dado momento a máquina está funcionando perfeitamente e, no instante seguinte, ela falha.

2.3.1- Propagação do estágio IUma vez uma trinca estável tenha se nucleado, ela então se propagará inicialmente de maneira muito lenta e, em metais policristalinos, ao longo dos planos cristalográficos de alta tensão cisalhante; isto é às vezes denominado propagação de estágio I (Figura 06). Este estágio pode constituir uma grande ou pequena fração da vida total em fadiga dependendo do nível de tensão e da natureza da amostra de teste; altas tensões e presença de entalhes favorecem um estágio I de vida-curta. Em metais policristalinos, trincas normalmente se estendem através de apenas alguns grãos durante este estágio de propagação. A superfície de fadiga que é formada durante o estágio I de propagação tem uma aparência plana e não-característica.

2.3.2- Propagação do estágio IIEventualmente, acontece um segundo estágio de propagação (estágio II) onde a taxa de extensão da trinca aumenta dramaticamente. Além disso, neste ponto existe também uma mudança em direção de propagação para uma que é grosseiramente perpendicular à tensão de tração aplicada (Ver Figura 06).

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Figura 06: Representação esquemática mostrando os estágios I e II de propagação de uma trinca de fadiga em um metal policristalino.

Durante este estágio de propagação, procede-se o crescimento da trinca por um processo repetitivo de embotamento (cegueira da aresta viva) plástico e afiamento (criação de aresta viva) na ponta da trinca, um mecanismo ilustrado na Figura 07. No começo do ciclo de tensão (carga zero), a ponta da trinca tem a forma de um entalhe duplo (Figura 07a). Quando a tensão de tração é aplicada (Figura 07b), ocorre deformação localizada em cada um destes entalhes da ponta ao longo de planos de escorregamento que estão orientados em ângulos de 45º em relação ao plano da trinca. Com o crescente alargamento da trinca, a ponta avança por continuada deformação cisalhante e a adoção de uma configuração embotada (Figura 07c).

Figura 07: Mecanismo de propagação de trincas de fadiga (estágio II) através de um processo repetitivo de abaulamento e afilamento plástico da ponta da trinca; (a) Carga de compressão zero ou máxima; (b) Carga de tração pequena; (c) Carga de Tração máxima; (d) Carga de compressão pequena; (e) Carga

de compressão (f) Carga de tração pequena. O eixo de aplicação da carga é vertical.

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Durante a compressão, as direções de deformação cisalhante na ponta da trinca são revertidas (Figura 07d) até que, no auge do ciclo, uma nova ponta aguda duplamente entalhada tenha se formado (Figura 07e). Assim a ponta da trinca terá avançado um entalhe em distância durante o curso de um ciclo completo. Este processo é repetido em cada subseqüente ciclo até que eventualmente seja alcançada uma dimensão crítica de trinca que precipite o estágio final de falha e aconteça a falha catastrófica.

A região de uma superfície de fratura que se formou durante o estágio II de propagação pode ser caracterizada por dois tipos de marcas denominadas marcas de praia ("beachmarks") e estriações ("striations") . Ambas estas características indicam a posição da ponta da trinca em algum ponto no tempo e aparecem como estrias concêntricas que se expandem para fora a partir dos sítios de iniciação da trinca, freqüentemente numa forma circular ou semi-circular. Marcas-de praia (às vezes denominadas marcas de concha-de-mexilhão, "clamshell marks") são de dimensões macroscópicas (Figura 08) e podem ser observadas a olho nu. Estas marcas são encontradas em componentes que experimentaram interrupções durante o estágio II de propagação – por exemplo, uma máquina que operou apenas durante as horas normais de (expediente) trabalho. Cada banda de marca-de-praia representa um período de tempo ao longo do qual ocorreu o crescimento de trinca.

Figura 08: Superfície de fratura em aço que experimentou falha por fadiga.

Por outro lado, estriações de fadiga são microscópicas em tamanho e só observáveis com microscópio eletrônico [quer MET (ou "TEM") quer MEV (ou "SEM")]. A Figura 09 é uma fractografia eletrônica que mostra esta característica. Cada estriação é pensada como representando a distância de avanço da frente da trinca durante um único ciclo de carregamento. A largura de estriação depende da faixa de tensão e cresce com o aumento da mesma.

Neste ponto dever-se-ia enfatizar que, embora tanto as marcas-de-praia quanto estriações sejam características de superfícies de fratura por fadiga tendo aparências semelhantes, elas, não obstante, são diferentes, tanto em origem quanto em tamanho. Podem existir literalmente milhares de estriações dentro de uma única marca-de-praia.

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Figura 09: Marcas de praia numa liga de alumínio 2024-T3.

2.3.3- Uma maneira de deduzir a causa da falhaÀs vezes, a causa da falha pode ser deduzida após exame das superfícies de falha. A presença de marcas-de-praia e/ou estriações numa superfície de fratura confirma que a causa da fratura foi fadiga. Não obstante, a ausência de uma ou ambas não exclui a fadiga como a causa da falha.

Um comentário final a respeito das superfícies de falha por fadiga: Marcas-de-praia e estriações não aparecerão naquela região sobre a qual ocorre falha rápida. Em vez disto, falha rápida pode ser ou dútil ou frágil; evidência de deformação plástica estará presente para falha dútil e ausente em falha frágil. Esta região de falha pode ser notada na Figura 10.

Figura 10: Superfície de falha por fadiga. Uma trina se formou na aresta superior. A região lisa, também próxima à parte superior, corresponde à área ao longo da qual a trinca se propagou lentamente.

A falha rápida ocorreu ao longo da área que possui uma textura opaca e fibrosa (A área maior)

2.4- TENSÕES CÍCLICASNa definição de fadiga, destacou-se que ela se deve a esforços cíclicos repetidos. De maneira geral, peças sujeitas à fadiga estão submetidas a esforços que se repetem com regularidade. Trata-se das tensões cíclicas.

A tensão cíclica mais comum é caracterizada por uma função senoidal, onde os valores de tensão são representados no eixo das ordenadas(y) e o número de ciclos no eixo das abscissas(x). As tensões de tração são representadas como positivas e as tensões

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”de compressão como negativas. A Figura 11 (Variação de uma tensão responsável por falhas por fadiga ao longo do tempo) apresenta três tipos de ciclos de tensão.

A tensão aplicada pode ser de natureza:o Axial (tração-compressão);o Flexiva (dobramento); ouo Torção.

Em geral, três diferentes modos flutuantes de tensão versus tempo são possíveis:

o Um está representado esquematicamente por uma regular e senoidal dependência em relação ao tempo na Figura 11a, onde a amplitude é simétrica ao redor de uma média de nível zero de tensão, por exemplo, alterando a partir de uma tensão máxima de tração (σ max) para uma tensão compressiva mínima (σ min) de igual magnitude; isto é referido como um ciclo de tensão revertido;

Esse modo de tensão flutuante mostra um gráfico de tensão reversa, assim chamado porque as tensões de tração têm valor igual às tensões de compressão.

o Um outro tipo denominado ciclo de tensão repetido, é ilustrado na Figura 11b; os máximos e mínimos são assimétricos em relação ao nível de tensão zero;

o Finalmente, o nível de tensão pode variar randomicamente em amplitude e freqüência, como exemplificado na Figura 11c.

DicaUm ciclo de tensão corresponde a um conjunto sucessivo de valores de tensão, que se repete na

mesma seqüência e no mesmo período de tempo.

Também indicada na Figura 11b estão vários parâmetros usados para caracterizar o ciclo de tensão flutuante. A amplitude da tensão se alterna ao redor de uma tensão média σ m, definida como a média das tensões máxima e mínima no ciclo, ou seja:

Além disso, a faixa de tensão σ r é justo a diferença entre σ max e σ min, isto é:

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σ m= (σ max + σ min)/2

σ r = σ max - σ min


A amplitude da tensão σ a é justo a metade desta faixa de tensão, ou seja:

Finalmente, a razão de tensão R é justo a razão de mínima e máxima amplitudes de tensão:

Por convenção, tensões de tração são positivas e tensões de compressão são negativas. Por exemplo, para ciclo de tensão revertido, o valor de R é -1.

Figura 11a: Ciclo de tensões alternadas, onde a tensão alterna uma tensão de tração máxima (+) e uma tensão de compressão máxima (-) de igual magnitude.

Figura 11b: Ciclo de tensões repetidas, onde as tensões máximas e mínimas são assimétricas em relação o nível zero de tensão; a tensão média σm, o intervalo de tensões σi e a amplitude da tensão σa

estão indicados.

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σ a= σ r/2 = (σ max – σ min)/2

R = σ min/σ max

σmin

Time

σmax

0

Tra

ção

Com

pre

ssã

o

-

+

σa σr

σm

Time σmin

σmax

0

Tra

ção

Com

pres

são

-

+


Figura 11c: Ciclo de tensões aleatórias.

2.5- APARELHOS DE ENSAIO DE FADIGAOs aparelhos de ensaio de fadiga são constituídos por um sistema de aplicação de cargas, que permite alterar a intensidade e o sentido do esforço, e por um contador de número de ciclos.

O teste é interrompido assim que o corpo de prova se rompe.

O ensaio é realizado de diversas maneiras, de acordo com o tipo de solicitação que se deseja aplicar:

o - Torção;o - Tração-compressão (Axial);o – Flexão (Dobramento);o - Flexão rotativa (Mais usual).

O ensaio mais usual, realizado em corpos de prova extraídos de barras A U L A ou perfis metálicos, é o de flexão rotativa.

Este ensaio consiste em submeter um corpo de prova a solicitações de flexão, enquanto o mesmo é girado em torno de um eixo, por um sistema motriz com contagiros, numa rotação determinada e constante.

Figura 12: Máquina universal de ensaios MTS (cortesia do LabMat da FEI)

15

Time T

raçã

o

Com

pres

são

-

+

Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”2.6- A CURVA S-NAs propriedades de fadiga, assim como outras propriedades mecânicas, podem ser determinadas em testes de simulação. O aparato experimental deve ser projetado para reproduzir da melhor maneira possível as condições as quais o material estará exposto, tais como magnitude de tensão, periodicidade, tempo de aplicação, freqüência, tipo de carregamento, etc. O comportamento de diferentes materiais pode ser ensaiado, para posterior comparação, através de corpo de provas com dimensões e condições superficiais normalizadas, de tal forma que tais dimensões sejam representativas das propriedades do material.

Para determinar a curva S-N de um material, Figura 13, um corpo de prova normalizado é submetido a tensões cíclicas de uma dada amplitude e mede-se o número de ciclos que o material resiste antes de falhar. Este teste é repetido para vários corpos de prova com tensões de diferentes magnitudes.

Como indica o gráfico, quanto maior a magnitude da tensão, menor o número de ciclos que o material resiste antes de falhar. Para ligas ferrosas e ligas de titânio, a curva S-N se torna constante para valores elevados de N, como mostra o gráfico (a), indicando que abaixo deste nível de tensão, chamado de limite de fadiga, a falha não ocorrerá por fadiga, ou seja, a vida a fadiga é dita infinita. A curva S-N de ligas não ferrosas representada no gráfico (b), observa-se que não existe um valor abaixo do qual a falha não ocorre, isto porque não existe limite à fadiga para ligas não ferrosas.

Observando a curva obtida, nota-se que, à medida que se diminui a tensão aplicada, o corpo de prova resiste a um maior número de ciclos. Nota-se, também, para o caso de algumas ligas ferrosas e de titânio, que diminuindo a tensão a partir de certo nível, em que a curva se torna horizontal, o número de ciclos para o rompimento do corpo de prova torna-se praticamente infinito.

Esta tensão máxima, que praticamente não provoca mais a fratura por fadiga, chama-se Limite de Fadiga ou Limite de Resistência à Fadiga do metal considerado. Mas, para a maioria dos materiais, especialmente os metais não ferrosos como o alumínio, a curva obtida no diagrama S-N é decrescente.

Portanto, é necessário definir um número de ciclos para obter a correspondente tensão, que será chamada de Limite de Resistência à Fadiga. Para o alumínio, cobre, magnésio e suas ligas, deve-se levar o ensaio a até 50 milhões de ciclos e, em alguns casos, a até 500 milhões de ciclos, para neste número definir a resistência à fadiga.

Um procedimento usual para determinação de uma curva S-N consiste em se testar o primeiro corpo de prova a uma tensão na qual se espera que ocorra fratura num número de ciclos bastante pequeno, por exemplo, cerca de dois terço do limite de resistência estático do material. A tensão do ensaio é diminuída gradativamente para cada corpo de prova que se sucede, até que uma ou duas amostras não se rompam no número de ciclos especificado, geralmente 107 ciclos. A maior tensão para a qual não se verifica fratura é considerada o limite de fadiga do material.

Geralmente, a curva S-N é determinada com 10 ou 12 corpos de prova, observando-se uma dispersão razoável nos resultados experimentais, embora seja possível o traçado de uma curva suave abrangendo os pontos obtidos.

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Figura 13a: Curvas S-N do ensaio de fadiga para metais ferrosos.

Figura 13b: Curvas S-N do ensaio de fadiga para não-ferrosos.

2.6.1- Limite de resistência à fadigaPara algumas ligas ferrosas (à base de ferro) e ligas de titânio, a curva S-N (Figura 13a) se torna horizontal em maiores valores de N; ou, existe um nível de tensão limite, chamado Limite de Resistência à Fadiga, também às vezes conhecido como limite de durabilidade ["endurance limit"] abaixo do qual falha por fadiga não ocorrerá.

Este limite de fadiga representa o mais alto valor de tensão flutuante que NÃO causará falha para um número essencialmente infinito de ciclos. Para muitos aços, limites de fadiga variam entre 35 e 60% do limite de resistência à tração.

A maioria das ligas não-ferrosas (por exemplo, de alumínio, cobre, magnésio) não têm um limite de fadiga, uma vez que a curva S-N continua a sua tendência para baixo em valores crescentemente maiores de N (Figura 13b).

2.6.2- Resistência à fadiga em n1 ciclosResistência à fadiga, que é definida como o nível de tensão na qual ocorrerá falha para algum especificado número de ciclos (Por exemplo, 107 ciclos). Resistência à fadiga é a especificação da resposta de fadiga nos materiais não ferrosos, como ligas de alumínio, cobre e magnésio, nos quais a fadiga sempre ocorrerá independentemente da magnitude da tensão. A determinação da resistência à fadiga é também demonstrada na Figura 13b.

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Ciclos até a falha N (Escala logarítmica)

Limite de Resistência à

fadiga

Am

plitu

de d

a

Ten

são

σ

σ1

Ciclos até a falha N (Escala logarítmica)

Am

plitu

de d

a

Ten

são

σ

Vida em fadiga sob uma tensão σ1

Resistência à fadiga em N1

ciclos

N1


2.6.3- Vida em fadiga sob uma tensão σ1

Um outro importante parâmetro que caracteriza um comportamento de fadiga de um material é a vida em fadiga Nf . Ela é o número de ciclos para causar falha num especificado nível de tensão, como tomado a partir do gráfico S-N (Figura 13b).

2.7- FATORES QUE AFETAM A VIDA EM FADIGAComo mencionado no item 2.6 (Curva S-N), o comportamento de fadiga de materiais de engenharia é altamente sensível a um número de variáveis.

Alguns destes fatores incluem nível de tensão médio, projeto geométrico, efeitos superficiais, variáveis metalúrgicas, bem como o ambiente.

Esta seção é devotada à discussão destes fatores e, em adição, a medidas que podem ser tomadas para melhorar a resistência à fadiga de componentes estruturais.

Uma superfície mal acabada contém irregularidades que, como se fossem um entalhe, aumentam a concentração de tensões, resultando em tensões, residuais que tendem a diminuir a resistência à fadiga.

Defeitos superficiais causados por polimento (Queima superficial de, carbono nos aços, recozimento superficial, trincas etc.) também diminuem a resistência à fadiga.

Tratamentos superficiais (Cromeação, niquelação etc.) diminuem a resistência à fadiga, por introduzirem grandes mudanças nas tensões residuais, além de conferirem porosidade ao metal. Por outro lado, tratamentos superficiais endurecedores podem aumentar a resistência à fadiga.

O limite de fadiga depende da composição, da estrutura granular, das condições de conformação mecânica, do tratamento térmico etc.

O tratamento térmico adequado aumenta não somente a resistência estática,como também o limite de fadiga.

O encruamento dos aços dúcteis aumenta o limite de fadiga.

O meio ambiente também influencia consideravelmente o limite de fadiga, pois a ação corrosiva de um meio químico acelera a velocidade de propagação da trinca.

A forma é um fator crítico, porque a resistência à fadiga é grandemente afetada por descontinuidades nas peças, como cantos vivos, encontros de paredes, mudança brusca de seções.

2.7.1- Tensão médiaA dependência da vida em fadiga em relação à amplitude da tensão está representada no gráfico S-N.

Tais dados são tomados para uma tensão média constante σm, às vezes para a situação de ciclo revertido (σm = 0). Tensão média, entretanto, também afetará a vida em fadiga, cuja influência pode ser representada por uma série de curvas S-N, cada uma medida numa diferente σm; isto é esboçado esquematicamente na Figura 14. Como pode ser notado, o aumento do nível de tensão média conduz a um decréscimo na vida em fadiga.

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Figura 14: Demonstração da influência da tensão σm sobre o comportamento S-N em fadiga.

2.7.2- Efeitos de superfíciePara muitas situações de carregamento comuns, a tensão máxima dentro de um componente ou estrutura ocorre tal como na sua superfície. Conseqüentemente, a maioria das trincas conduzindo à falha por fadiga se origina em posições da superfície, especificamente em sítios de amplificação de tensão. Portanto, tem sido observado que a vida em fadiga é especialmente sensível à condição e configuração da superfície do componente. Numerosos fatores influenciam a resistência à fadiga, a apropriada administração dos mesmos conduzirá a uma melhoria na vida em fadiga. Estes incluem critérios de projeto bem como vários tratamentos superficiais.

2.7.3- Fatores de projeto.O projeto de um componente pode ter significativa influência sobre suas características de fadiga. Qualquer entalhe ou descontinuidade geométrica pode agir como um elevador de tensão e sítio de iniciação de trinca de fadiga; estes fatores de projeto incluem ranhuras, buracos, rasgos de chaveta, adoçamento e assim por diante. Quando mais aguda for a descontinuidade (isto é, quanto menor for o raio de curvatura), tanto mais severo é a concentração de tensão. A probabilidade de falha por fadiga pode ser reduzida evitando-se (quando possível) estas irregularidades estruturais ou fazendo-se modificações de projeto pelas quais mudanças bruscas de contorno conduzindo a arestas vivas são eliminadas - por exemplo, exigindo adoçamentos arredondados com grandes raios de curvatura no ponto onde exista uma mudança de diâmetro para uma árvore rotativa (Figura 15).

Figura 15: Demonstração de como o projeto pode reduzir a amplificação de uma tensão. (a) Projeto ruim: aresta viva. (b) Projeto bom: a vida em fadiga é melhorada pela incorporação de um adoçamento

(Fillet) arredondado ao eixo rotativo no ponto onde existe uma mudança no diâmetro

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”2.7.4- Tratamentos de superfície.Durante operações de usinagem, pequenos arranhões e ranhuras são invariavelmente introduzidos na superfície da peça de trabalho por ação de ferramenta cortante.

Estas marcas de superfície podem limitar a vida em fadiga. Tem sido observado que melhorando o acabamento da superfície por polimento melhorará significativamente a vida em fadiga.

Um dos mais efetivos métodos de aumentar o desempenho de fadiga é impondo tensões residuais compressivas dentro de uma fina camada externa de superfície. Assim uma tensão de tração superficial de origem externa será parcialmente nulificada e reduzida em magnitude pela tensão compressiva residual. O efeito líquido é que a probabilidade de formação de trinca e, portanto de falha por fadiga é reduzida.

Tensões residuais compressivas são comumente introduzidas mecanicamente dentro de metais dúcteis por deformação plástica localizada dentro da região da superfície externa. Comercialmente, isto é às vezes realizado por um processo denominado encruamento por jato percussão ("shot peening"). Partículas pequenas e duras tendo diâmetro dentro da faixa de 0,1 a 1,0 mm são projetadas em altas velocidades sobre a superfície a ser tratada. A deformação resultante induz tensões compressivas até uma profundidade entre 1/4 e 1/2 do diâmetro da partícula("shot"). (Figura 16).

Figura 16: Curvas esquemáticas S-N para fadiga em um aço normal e em um aço submetido a tratamento de superfície por jateamento

2.7.5- CementaçãoÉ uma técnica pela qual tanto a dureza superficial quanto a vida em fadiga é melhorada para ligas de aço. Isto é realizado por um processo de carburação ou nitretação pelo qual um componente é exposto a uma atmosfera carbonosa ou nitrogenosa numa elevada temperatura. Uma camada superficial externa (ou capa, "case") rica em carbono ou nitrogênio (é introduzida por difusão atômica a partir da fase gasosa). A capa é normalmente da ordem de 1 mm de profundidade e é mais dura do que o núcleo interior do material. A melhoria das propriedades de fadiga resulta da aumentada dureza dentro da capa, bem como as desejadas tensões residuais compressivas cuja formação assiste ao processo de carburação e nitretação. Uma capa externa rica em carbono pode ser observada para a engrenagem mostrada na fotografia na página inicial do capítulo 6; ela aparece como uma casca externa preta dentro do segmento seccionado. As escuras e alongadas formas de diamante são indentações de microdureza Knoop. A indentação superior, que cai dentro da camada carburada, é menor do que a indentação no núcleo.

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Normal

Submetida a jateamento

Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”2.7.6- Efeitos ambientaisFatores ambientais podem também afetar o comportamento de fadiga dos materiais. Uns poucos comentários breves serão dados em relação a dois tipos de falhas por fadiga assistido pelo ambiente:

2.7.6.1- Fadiga térmicaÉ normalmente induzida em temperaturas elevadas por tensões térmicas flutuantes; tensões mecânicas a partir de uma fonte externa não precisam estar presentes. A origem destas tensões térmicas é o restringimento à expansão e/ou contração dimensional que normalmente ocorreria num elemento estrutural com variações na temperatura. A magnitude de uma tensão térmica desenvolvida por uma mudança de temperatura DT é dependente do coeficiente de expansão térmica al e do módulo de elasticidade E de acordo com

Naturalmente, tensões térmicas não aparecerão se este restringimento mecânico estiver ausente. Portanto, um meio óbvio de prevenir este tipo de fadiga é eliminar, ou pelo menos reduzir, a fonte de restringimento, assim permitindo desimpedidas mudanças dimensionais com variações de temperatura, ou escolher materiais com apropriadas propriedades físicas.

2.7.6.2- Fadiga por corrosãoÉ uma falha que ocorre pela ação simultânea de uma tensão cíclica e ataque químico.

Ambientes corrosivos têm uma influência deletéria e produz menores vidas em fadiga. Mesmo a atmosfera ambiente normal afetará o comportamento de fadiga de alguns materiais. Pequenos buracos podem se formar como um resultado de reações químicas entre o ambiente e o material, servindo estes mesmos buracos como pontos de concentração de tensões e, portanto, como sítios de nucleação de trinca. Em adição, taxa de propagação de trinca é acentuada como um resultado do ambiente corrosivo. A natureza dos ciclos de tensão influenciará o comportamento de fadiga; por exemplo, abaixamento da freqüência de aplicação de carga conduz a períodos mais longos durante os quais a trinca aberta estará em contato com o ambiente e a uma redução na vida em fadiga.

Existem várias abordagens para prevenção de fadiga por corrosão.

2.7.6.2.1- Técnicas utilizadas na redução da taxa de corrosãoo Aplicação de revestimento superficiais protetores;o Seleção de um material mais resistente à corrosão e;o Redução da corrosividade do ambiente.

E/ou seria aconselhável tomar ações para minimizar a probabilidade de falha normal por fadiga, como delineado acima, por exemplo, reduzir o nível de tensão de tração aplicada e impor tensões compressivas residuais na superfície do elemento estrutural.

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σ = αl E ∆T


2.8- A RESISTÊNCIA À FADIGA PODE SER MELHORADASempre que possível, deve-se evitar a concentração de tensões. Por exemplo, um rasgo de chaveta num eixo é um elemento que concentra tensão e, conseqüentemente, diminui a resistência à fadiga.

Os projetos devem prever tensões contrárias favoráveis (opostas às tensões principais aplicadas), por meio de processos mecânicos, térmicos ou similares.

Uma compensação deste tipo é encontrada em amortecedores de vibrações de motores a explosão.

Defeitos metalúrgicos como inclusões, poros, pontos moles etc. devem ser eliminados.

Deve-se selecionar os materiais metálicos de acordo com o ciclo de tensões:

Para aplicações com baixas tensões cíclicas, onde a deformação pode ser facilmente controlada, deve-se dar preferência a ligas de alta ductilidade. Para aplicações com elevadas tensões cíclicas, envolvendo deformações cíclicas predominantemente elásticas, deve-se preferir ligas de maior resistência mecânica.

Microestruturas estáveis, isto é, que não sofrem alterações espontâneas ao longo do tempo, apresentam maior resistência à fadiga.

De tudo que foi dito sobre fadiga nesta aula, você deve ter concluído que, no uso normal dos produtos, nós os submetemos permanentemente a ensaios de fadiga, que só terminam quando o produto falha.

Porém, a indústria tem que se preocupar com a fadiga antes de lançar o produto no mercado, pois este ensaio fornece informações que afetam diretamente a segurança do consumidor.

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Universidade de BrasíliaDepartamento de Pós-GraduaçãoPrograma de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil – PECC23 de abril de 2009.SEMINÁRIO: “Ensaio de Fadiga”3- CONCLUSÃO Muitas vezes devemos tratar de peças submetidas a esforços que variam ciclicamente como, por exemplo, aplicação de uma força a um elemento rotativo, ou até mesmo quando um elemento fixo é solicitado por um esforço alternado.

No projeto de um elemento submetido a um carregamento cíclico, devemos relevar, enquanto critério de falha, o processo de fadiga no qual muitas vezes a ruptura ocorre em tensões bastante baixas se comparadas à tensão de escoamento.

Ao tratarmos de fadiga devemos ressaltar que as características apresentadas por cada material, como a curva S-N e o limite de fadiga, são baseados em dados experimentais obtidos para corpos normalizados em ensaios padronizados de resistência à fadiga. Diferentemente de outras características, sabemos que a fadiga é influenciada por diversos fatores externos, como rugosidade, geometria e regime de operação ou solicitação. Portanto, dentro dessa linha de pensamento temos uma série de correções a serem efetuadas no dimensionamento e na própria seleção do material.

Em nosso trabalho vimos que para cada 100 casos de falha ocorridos no aço, 90 são referentes à fadiga.

Pudemos também concluir que no uso normal dos produtos, nós os submetemos permanentemente a ensaios de fadiga, que só terminam quando o produto falha.

Por outro lado sabemos que no mundo todo falhas por fadiga em materiais têm causado muito prejuízo à economia e, em muitas vezes, verificamos, também, a perda de vidas humanas, por exemplo, quando uma aeronave cai devido a uma pane mecânica causada por fadiga em um componente de motor. Finalmente podemos afirmar que indústria e profissionais ligados à área de construção, têm que estar constantemente preocupados com os resultados obtidos nos ensaios de resistência à fadiga de materiais, antes mesmo de aplicá-los no mercado, pois estes ensaios fornecem informações que afetam diretamente a segurança do consumidor e da sociedade como um todo.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CALLISTER, WILLIAM D Jr. Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Abordagem Integrada, 2ª Edição. Capítulo 9. Material editado pelo grupo Anhanguera Educacional S.A.

BEER, FERDINAND PIERRE; JOHSTON, E RUSSELL Jr. Resistência dos Materiais. Capítulo 2, Editora McGraw-Hill do Brasil, 1982.

IBRACON. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de Materiais. Volume um. 1ª Edição. 2007.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto –Procedimento, 2002.

PROFESSOR VINÍCIUS. Disciplina: Resistência dos Materiais II, Curso de Graduação em Engenharia Mecânica, FESURV – Universidade de Rio Verde. Disponível em www.engmec.fesurv.br/apostila_ fadiga .doc . Acessado em: 13 de abril de 2009.

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PROFESSOR MARCELO KRAJNC ALVES. Teoria da Fadiga, UFSC. Disponível em www.ebah.com.br. Acessado em: 13 de abril de 2009, às 16:10 horas.

RODRIGO GRALA. Trabalho de Fadiga, UFSC, 09 de outubro de 2007. Disponível em www.ebah.com.br. Acessado em 13 de abril de 2009, às 18:19 horas.

BRUNO ALLISON ARAÚJO et al – UFCG. [email protected]. Análise de resultados experimentais de ensaios em corpos de prova de fadiga em materiais para dutos api 5l x60. 4º PDPETRO, Campinas, SP. 24 de Outubro de 2007. Disponível em www.portalabpg.org.br/PDPetro. Acessado em: 13 de abril de 2009.

MAURÍCIO DE CARVALHO SILVA. Projeto de iniciação científica: Vida em fadiga da liga de alumínio aa7175-t1, 31 de outubro de 2001. Disponível em www.fei.edu.br/~rodrmagn/PROJETOS_IC/Mauricio.pdf. Acessado em: 17 de abril de 2009.

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mailto:[email protected]

http://www.ebah.com.br/

http://www.ebah.com.br/

http://www.engmec.fesurv.br/apostila_fadiga.doc


APÊNDICE

ORGANIZAÇÃO DAS NORMASAs normas representam os esforços de grupos de pessoas em entender e definir um procedimento, para que se estabeleça um senso comum no tratamento de algum projeto. Algumas das organizações envolvidas na elaboração das normas de materiais e aplicações são:

o SAE: Sociedade dos Engenheiros Automotivos;o API: Instituto Americano de Petróleo;o AISI: Instituto Americano de Ferro e Aço;o ANSI: Instituto Nacional Americano de Normas;o ASME: Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos;o AA: Associação do Alumínio.

Uma organização, a Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM), é de particular interesse no que diz respeito a testes de materiais, inclusive desenvolvendo métodos para testes de materiais, construindo novas definições de normas, listando novas especificações de materiais e desenvolvendo novas práticas envolvendo a utilização de materiais. Cada norma ASTM tem uma letra e número (representa a ordem em que foi adotado no grupo) de designação, como segue abaixo:

o A: Metais ferrosos;o B: Metais não ferrosos;o C: Cimento, cerâmica;o D: Materiais miscelâneos;o E: Testes;o F: Aplicação específica de materiais;o G: Corrosão, deterioração e degradação de materiais;o ES: Normas de emergência.

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14496890-monografia-ensaio-de-fadiga.pdf

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