MECÂNICA DA FRATURA

A mecânica da fratura têm por objetivo estudar e prever o comportamento dos materiais frente a presença de trincas ou descontinuides.

Estruturas de engenharia podem entrar em colapso quando submetidos a esforços inferiores aos previstos pelo projetista apresentando, devido a isso, problemas de fissuração ou trincamento, portanto é importante determinar se uma estrutura está apta a suportar esforços mecânicos sem que ocorram falhas.

Sabendo-se que trincas estão sempre presentes nos materiais de duas formas:

Defeitos pré-existentes; Surgidas durante processos de operação ou construção.

Mecânica da fratura linear elástica

Estuda o comportamento de trincas em matérias frágeis, materiais de elevada resistência mecânica, onde a fratura ocorre precedida de uma mínima deformação plástica na ponta da trinca.

MFLE deve ser aplicado em todo material que se tem restrição a deformação plástica extensa na ponta da trinca.

K: fator de intensidade de tensões: Parâmetro que defini o campo de tensões ao redor da trinca e avaliar quando uma trinca irá iniciar ou ,no limite, propagar de forma instável até a fratura do material.Os três modos de carregamento possui diferentes K.O valor limite é o fator de intensidade de tensões que é uma medida necessária para superar a resistência do material à propagação instável da trinca presente nele, resistência conhecida como tenacidade a fratura. Este parâmetro é governado pela configuração geométrica e pelo modo de carregamento imposto

Mecânica da fratura elasto-plástica

Materiais com elevada ductilidade e tenacidade permitem que eles tenham grande deformação plástica na frente da ponta da trinca. Os dois parâmetros mais utilizados para a representação da elasto-plasticidade no faturamento são a medida de abertura na ponta da trinca(Crack Opening Displacement-CTOD) e a integral J.

Em materiais dúcteis como há uma grande deformação plástica na frente da ponta da trinca é possível que as duas faces da trinca se separem que haja um crescimento desta; a distância entre elas,medida na ponta da trinca,é o parâmetro CTOD.

Para que haja a iniciação da trinca é necessário que o CTOD atinja o valor crítico, portanto CTODcritico é igual a tenacidade a fratura.