relatório fadiga final pdf

22
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ IEM – Instituto de Engenharia Mecânica TÍTULO: ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DO MATERIAL SOB FADIGA DISCIPLINA: EME604 – FRATURA E FADIGA DOS MATERIAIS CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA PROFESSOR: PROF. DR. JOSÉ CÉLIO DIAS AUTOR: Thales Gomes Targino N. MATRÍCULA: 21177 Itajubá, 10 de Abril de 2015

Upload: iorlandathales

Post on 18-Dec-2015

72 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Fratura e Fadiga

TRANSCRIPT

  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB

    IEM Instituto de Engenharia Mecnica

    TTULO: ANLISE DO COMPORTAMENTO DO MATERIAL SOB FADIGA DISCIPLINA: EME604 FRATURA E FADIGA DOS MATERIAIS CURSO: ENGENHARIA MECNICA PROFESSOR: PROF. DR. JOS CLIO DIAS

    AUTOR: Thales Gomes Targino N. MATRCULA: 21177

    Itajub, 10 de Abril de 2015

  • RESUMO

    A maioria dos componentes mecnicos encontrados em mquinas, veculos e

    estruturas esto frequentemente submetidos a carregamentos repetitivos,

    tambm chamados de carregamentos cclicos, que podem causar danos

    microscpicos irreversveis ao componente assim solicitado. Com o passar do

    tempo, o material vai sofrendo acmulo no dano causado pelo esforo cclico at

    que acontea um dano macroscpico, levando inclusive o componente quebra.

    Esse processo de danificao e quebra de um componente associado ao

    carregamento cclico denominado fadiga (SHIBATA, 2002). O presente

    trabalho descreve o ensaio mecnico de fadiga realizado no dia 01 de Abril de

    2015 no LEN Laboratrio de Ensaios Destrutivos e No Destrutivos da

    Universidade Federal de Itajub (UNIFEI) objetivando verificar o comportamento

    do material alumnio ABNT 1200 submetido ao ensaio com corpos de prova (CP)

    com entalhes V e em U, que so concentradores de tenso.

  • Sumrio

    1.INTRODUO ................................................................................................ 4

    2.OBJETIVO ...................................................................................................... 5

    3.REVISO BIBLIGRFICA .............................................................................. 6

    3.1.FADIGA ..................................................................................................... 6

    3.2.CICLO DE TENSES ............................................................................... 7

    3.3.COMPORTAMENTO MACROSCPICO .................................................. 8

    3.3.2.Curva -N ........................................................................................ 11

    3.4.INFLUNCIA DOS CONCENTRADORES DE TENSO ........................ 12

    3.5.ENSAIOS DE FADIGA ............................................................................ 13

    4.METODOLOGIA ........................................................................................... 17

    5.RESULTADOS E CONCLUSES ................................................................ 19

    6.BIBLIOGRAFIA ............................................................................................ 21

  • 4

    1. INTRODUO

    Sabe-se que a grande maioria das estruturas contm defeitos como trincas,

    porosidades, incluses de materiais, defeitos de soldagem, etc., introduzidos

    durante a fabricao, especialmente se o processo de soldagem for utilizado. Ao

    mesmo tempo, a maioria destas estruturas normalmente est sujeita a

    carregamentos cclicos durante sua vida operativa, como por exemplo,

    elementos de mquinas, avies, tubulaes, navios, bases de equipamentos,

    etc. Desta forma, defeitos no significativos, que inicialmente no se mostram

    danosos estrutura, medida que os esforos cclicos se desenvolvam podem,

    durante um processo de fadiga, nuclear pequenas trincas que, num ato contnuo

    de coalescimento e crescimento, se propagar, podendo levar fratura

    catastrfica do material.

    A falha de materiais de engenharia quase sempre um evento indesejvel

    podendo, dentre outras consequncias, colocar vidas humanas em perigo,

    ocasionar perdas econmicas e a indisponibilidade de produtos e servios.

    Embora as causas de falha e o comportamento de materiais possam ser

    conhecidos, sua preveno uma condio difcil de ser garantida. Dentre elas,

    podem ser citadas a seleo e o mau processamento dos materiais, o projeto

    inadequado de componentes ou a sua m utilizao. Cabe ao engenheiro

    antecipar e planejar considerando possveis falhas e, na sua ocorrncia, avaliar

    sua causa e ento tomar as medidas de preveno apropriadas contra futuros

    incidentes (MELLO, 2005).

  • 5

    2. OBJETIVO

    Realizao do ensaio de fadiga de corpos de prova com concentradores de

    tenso (entalhes em V e em U) visando-se analisar, em funo do nmero de

    ciclos at o instante de falha do material ensaiado, o limite de resistncia fadiga

    deste.

  • 6

    3. REVISO BIBLIGRFICA

    A grande maioria das estruturas de engenharia est sujeita a cargas que so

    de um modo geral variveis no tempo, embora muitas vezes sejamos levados a

    crer que o carregamento seja esttico, em uma primeira observao. Uma falha

    por fadiga ocorre dentro de uma gama bastante ampla de ciclos de carga, desde

    valores da ordem de 10 ciclos at mais de 107, 108 ciclos. lgico que o nmero

    de ciclos que o componente resiste depende do nvel da solicitao, pois com

    uma maior carga dinmica temos uma vida baixa, sensivelmente reduzida

    quando comparada com uma situao onde a solicitao cclica menor, o que

    leva a uma maior vida.

    3.1. FADIGA

    A fadiga uma forma de falha que ocorre em estruturas que esto sujeitas

    a tenses dinmicas e oscilantes (por exemplo, pontes, navios e outras

    estruturas ocenicas, aeronaves e componentes de mquinas). Sob essas

    circunstncias, possvel a ocorrncia de uma falha em um nvel de tenso

    consideravelmente inferior ao limite de resistncia trao ou ao limite de

    escoamento para uma carga esttica. O termo fadiga usado porque esse tipo

    de falha ocorre normalmente aps um longo perodo de tenso repetitiva ou ciclo

    de deformao. A fadiga torna-se importante por ser a maior causa individual de

    falhas em metais, estimando-se que cerca de 90% de todas as falhas metlicas

    sejam por ela causadas.

    A falha por fadiga de natureza frgil, mesmo em metais dcteis, ocorrendo

    pouca, se alguma, deformao plstica generalizada ela associada. O

    processo ocorre pela iniciao e propagao de trincas, e em geral a superfcie

    de fratura perpendicular direo de uma tenso de trao aplicada. Sendo

    assim, a fratura por fadiga tpica: geralmente apresenta-se fibrosa na regio

    da propagao da trinca e cristalina na regio da ruptura repentina.

  • 7

    Figura 1 - Fratura por Fadiga (Fonte: TELECURSO 2000 Profissionalizante, 1995)

    3.2. CICLO DE TENSES

    A tenso aplicada pode ser de natureza axial (trao-compresso), de

    flexo(dobramento) ou torcional (toro). Em geral, so possveis trs

    modalidades diferentes de tenso oscilante-tempo, representadas na Figura 2.

    Na Figura 2a est representada esquematicamente a tenso, com

    dependncia regular e senoidal, em relao ao tempo, onde a amplitude

    simtrica em torno de um nvel mdio de tenso (zero, por exemplo), alternando

    entre uma tenso mxima de trao (mx) e uma tenso mnima de compresso

    (mn) de igual magnitude - ciclo conhecido como tenses alternadas. No ciclo de

    tenses repetidas, ilustrado na Figura 2b, os valores mximos e mnimos so

    assimtricos em relao ao nvel zero de tenso. Por fim, o nvel de tenso pode

    variar aleatoriamente em amplitude e frequncia, como mostrado na Figura 2c.

    Por conveno, as tenses de trao so positivas e as tenses de

    compresso so negativas.

  • 8

    Figura 2 - Cargas Cclicas: (a) alternadas, (b) repetidas e (c) oscilantes. (Fonte: MELLO, 2005)

    3.3. COMPORTAMENTO MACROSCPICO

    Entendemos como comportamento macroscpico do material, na fadiga, a

    sua resposta quanto s tenses e deformaes provocadas pelo carregamento

    cclico. Neste ponto, necessrio levar em conta o tipo de controle usado no

    ensaio, se controle de carga (tenso), ou se controle de deslocamento

    (deformao).

    Para um corpo de prova sendo testado com controle de carga, assumindo

    que a rea da seo transversal permanea constante, a tenso cclica varia

    entre os limites de min e mx, diretamente relacionados com os valores de Fmn

    e Fmx usados na regulagem da mquina de ensaio. A deformao do material

  • 9

    livre, controlada apenas pela sua resposta mecnica s tenses cclicas

    aplicadas.

    No caso de um ensaio com controle de deslocamento a deformao oscila

    ciclicamente entre min e mx, enquanto que a tenso pode variar livremente,

    dependendo apenas da resposta cclica do material. Nos ensaios com controle

    de deslocamento a forma da curva (t) geralmente no senoidal, sendo

    preferida uma onda triangular, o que proporciona uma velocidade de deformao

    constante, Figura 3. No caso de materiais que so sensveis taxa de

    deformao este cuidado essencial, pois caso contrrio o lao de histerese

    resultante se apresenta com os extremos arredondados.

    Figura 3 - Comportamento macroscpico de um corpo de prova solicitado por uma carga cclica. Ensaio com controle de fora e deslocamento.

    (Fonte: ROSA, 2002)

    3.3.1. Curva Tenso - Deformao Cclica

    Para a determinao experimental da curva cclica o primeiro passo a

    determinao do parmetro a ser controlado, ou seja, definir se o ensaio deve

    ser feito com amplitude de tenso ou de deformao constante. Tomemos por

    exemplo o caso da Figura 4, um teste com controle de deformao. No caso

    exemplificado, aps um certo nmero de ciclos o material sofre

  • 10

    progressivamente um endurecimento cclico, at que o lao de histerese

    praticamente no se altere, alcanando a estabilizao. Na Figura 4 localizamos

    ento o ponto A1, de coordenadas (1; 1). Este ponto, obtido pela estabilizao

    a 1, um primeiro ponto do que ser a curva tenso-deformao cclica.

    Realizando outros ensaios a diferentes faixas i, i = 1,2...n, obtemos dos laos

    de histerese estabilizados os pontos Ai = (i; i) que no conjunto permitem formar

    a curva tenso-deformao cclica do material, que corresponde portanto sua

    resposta estabilizada s solicitaes cclicas.

    Figura 4 - Determinao da curva tenso-deformao cclica.

    (Fonte: ROSA, 2002).

    Uma outra maneira de obter a curva tenso-deformao cclica solicitar um

    mesmo corpo de prova com blocos de solicitao cclica, sendo a amplitude

    constante dentro de cada bloco. A durao de cada bloco deve ser tal que

    permita a estabilizao. Uma vez atingido o nvel estvel de tenso, a

    deformao aumentada e um novo bloco de solicitao inicia, at atingir o

    regime estvel. Ao invs de uma srie de blocos em que a deformao

    alterada, de bloco para bloco, aps atingido o equilbrio, pode tambm ser usada

    uma mudana gradual, dentro do bloco, para obter a curva tenso-deformao.

    Neste teste a solicitao formada por blocos onde a deformao varia

    linearmente de zero at um mximo

    Aps a aplicao de uma srie destes blocos o material passa a ter uma

    resposta tenso-deformao estabilizada. Com o registro dos laos de histerese

    de um bloco, com o material j em equilbrio, a curva que une os extremos dos

    laos de histerese estabilizados a curva tenso-deformao cclica. Neste caso

    o processo mais rpido, pois um nico tipo de bloco de carregamento usado.

  • 11

    Figura 5 - Determinao da curva tenso-deformao cclica a partir de um

    carregamento em blocos de amplitude varivel (Fonte: ROSA, 2002).

    3.3.2. Curva -N

    Assim como outras caractersticas mecnicas, as propriedades de fadiga dos

    materiais podem ser determinadas a partir de ensaios de laboratrio. Um

    equipamento para ensaios deve ser projetado para simular, o tanto quanto

    possvel, as condies de tenso durante o servio (nvel de tenso, frequncia

    temporal, padro de tenses etc.). Com frequncia so conduzidos ensaios onde

    se utiliza um ciclo alternado de tenses uniaxiais de trao e de compresso.

    Uma srie de ensaios iniciada submetendo-se um corpo de prova ao ciclo

    de tenses, sob uma amplitude de tenso mxima relativamente grande (s mx),

    da ordem de dois teros do limite esttico de resistncia trao, contando-se o

    nmero de ciclos at a ocorrncia da falha. Repete-se este procedimento com

    outros corpos de prova para amplitudes mximas de tenso progressivamente

    menores. Os dados coletados so representados graficamente, para cada corpo

    de prova, na forma de tenso s em funo do logaritmo do nmero de ciclos N

    at a ocorrncia da falha. Normalmente os valores de s so tomados na forma

    de amplitudes de tenso ou em alguns casos, so utilizados os valores de mx

    ou min.

    Dois tipos de comportamento -N distintos podem ser observados (Figura 6)

    e como os grficos indicam, quanto maior a magnitude da tenso, menor o

  • 12

    nmero de ciclos que o material capaz de suportar antes de falhar. Para muitos

    aos, os limites de resistncia fadiga variam entre 35 e 60% do limite de

    resistncia trao.

    Figura 6 - Exemplo de comportamento da curva -N (Fonte: MELLO, 2005).

    3.4. INFLUNCIA DOS CONCENTRADORES DE TENSO

    A forma como um elemento concentrador de tenses afeta altera a vida

    fadiga do material depende, fundamentalmente, do fator de concentrao de

    tenso para a geometria do corpo de prova, j que a tenso no ponto crtico

    tende a aumentar com o aumento da concentrao de tenso, afinal:

    =

    onde o a tenso nominal distante do elemento concentrador de tenses, onde

    se aplica o princpio de Saint Venant, e obtida da resistncia dos materiais, pela

    Lei de Hooke (BEER & JOHNSTON, 2004).

  • 13

    Figura 7 - Efeito de concentrao de tenso na fadiga para uma liga 7074-T6. (Fonte: ROSA, 2002).

    No entanto, a partir da figura 8 nota-se que, para uma dada vida, a relao

    entre as tenses alternantes para diferentes valores de Kt no constante, mas

    varia ao longo da vida. Isto sugere a determinao de um outro fator,

    denominado de fator de concentrao de tenso em fadiga, KN, em que a

    resistncia fadiga a tenso nominal alternante que leva falha o corpo de

    prova, com ou sem entalhe:

    =

    A variao de KN com a vida do material devida principalmente

    plastificao no fundo do entalhe, o que no permite que as tenses atinjam o

    limite mximo definido por Kt.

    3.5. ENSAIOS DE FADIGA

    Os primeiros ensaios de fadiga para pesquisar a resistncia a

    carregamentos cclicos foram feitos com corpos de prova de seo circular,

    submetidos a esforos de flexo e postos a girar. Contando-se o nmero de

    rotaes at a ruptura do corpo de prova, temos o nmero de ciclos que o

    material suportou, at a falha, correspondente ao nvel de tenso cclica

    atuante. Neste tipo de ensaio, embora a carga seja constante, a tenso varia

    senoidalmente com o tempo, devido a rotao do corpo de prova (ROSA,

  • 14

    2005). Uma caracterstica importante, e que deve ser levada em

    considerao em todo e qualquer problema relacionado com fadiga, a

    grande disperso de resultados existente, principalmente para vidas

    superiores a 104 ciclos. Isto devido ao processo de nucleao, que fica

    bastante influenciado pelas heterogeneidades metalrgicas, que so

    aleatoriamente dispersas pelo volume do material.

    Outros tipos de ensaios realizados so os de trao-compresso, toro

    cclica ou de flexo plana, sendo que atualmente a tendncia de usar

    predominantemente testes axiais, de trao-compresso. Alguns ensaios so

    realizados com o uso de carregamentos combinados, ou seja, trao-flexo,

    trao-toro, flexo-toro, entre outras combinaes. Atualmente o estudo

    da fadiga feito tomando por base os dados obtidos com ensaios de trao-

    compresso, com controle de carga na regio a alto ciclos e com controle de

    deformao na regio a baixo ciclos. Os equipamentos de ensaio so na sua

    grande maioria mquinas eletro-hidrulicas servocontroladas, com

    realimentao do sinal de controle e possibilidade de medida de vrias

    grandezas simultaneamente.

    Outro aspecto que investigado diz respeito aplicao de cargas no

    senoidais, de modo a simular cargas reais de servio. Assim, temos, em uma

    primeira aproximao para modelar uma carga real de servio, a aplicao

    de uma carga flutuante, ou seja, uma solicitao senoidal com tenso mdia

    no nula. Outra possibilidade uma solicitao cclica definida atravs de

    blocos de carregamento, cada bloco formado por sequncias de vrios nveis

    de carga, cada nvel considerado com um carregamento com amplitude

    constante. Num grau mais sofisticado, os blocos so formados por uma

    sequncia aleatria, que busca reproduzir o mais prximo possvel as

    condies reais de servio que o produto encontra na prtica. A Figura 8

    ilustra estas diferentes formas de carregamentos que so aplicadas em

    laboratrio, sobre corpos de prova ou sobre estruturas completas.

  • 15

    Figura 8 - Tipos de solicitaes variveis ao longo do tempo, mais usuais em casos prticos

    (Fonte: ROSA, 2002).

    3.6. FATORES QUE INFLUENCIAM A VIDA EM FADIGA

    O comportamento da fadiga em materiais de engenharia altamente

    sensvel a uma srie de variveis. Alguns desses fatores sero mencionados

    a seguir.

    (i) TENSO MDIA: - a dependncia da vida em fadiga em relao

    amplitude da tenso pode ser avaliada a partir do grfico s-N, cujos dados

    so obtidos para uma tenso mdia constante s m, com frequncia para

    o caso de um ciclo de tenses alternadas (m = 0). A tenso mdia,

    contudo, ir afetar tambm a vida em fadiga, por meio de um grfico

    formado por uma srie de curvas s-N, cada uma medida para um valor

    diferente de m (Figura 9). Como se pode observar, aumentar o nvel

    mdio de tenso leva a uma diminuio na vida em fadiga.

  • 16

    Figura 9 - Influncia da tenso mdia sm sobre o comportamento da curva s-N

    (Fonte: MELLO, 2005).

    (ii) EFEITOS DA SUPERFCIE: - Para muitas situaes usuais de

    carregamento, a tenso mxima dentro de um componente ou estrutura

    ocorre em sua superfcie e, por conseguinte, a maioria das trincas que

    levam as falhas por fadiga tm sua origem em posies localizadas sobre

    a superfcie, mais especificamente em stios de amplificao de tenso

    que influenciam diretamente a vida em fadiga.

    (iii) VARIVEIS DE PROJETO: - O projeto de um componente pode ter

    uma influncia significativa sobre as suas caractersticas de fadiga.

    Qualquer entalhe ou descontinuidade geomtrica (sulcos, orifcios, rasgos

    de chaveta, roscas e assim por diante) pode atuar como um fator de

    concentrao de tenses e stio para a iniciao de uma trinca de fadiga.

    Quanto mais afilada for uma descontinuidade (isto , quanto menor o raio

    de curvatura), maior ser a concentrao de tenses. A probabilidade de

    falhas por fadiga pode ser reduzida evitando-se, sempre que possvel

    tais ocorrncias, como por exemplo, atravs de alteraes de projeto onde

    os pontos onde existam mudanas repentinas no contorno, levando

    existncia de cantos agudos, sejam eliminados.

    (iv) TRATAMENTOS DE SUPERFCIE: - Durante operaes de usinagem,

    pequenos riscos e sulcos so invariavelmente introduzidos na superfcie

    da pea de trabalho pela ao da ferramenta de corte e como j

    mencionado anteriormente, podem limitar a vida em fadiga. A melhoria do

    acabamento superficial mediante um polimento ir aumentar

    significativamente a vida em fadiga.

    (v) EFEITOS DO AMBIENTE: - Fatores ambientais tambm podem afetar o

    comportamento de fadiga de materiais, em especial a fadiga trmica e a

    fadiga por corroso.

  • 17

    4. METODOLOGIA

    Os corpos de prova ensaiados foram chapas de alumnio ABNT 1200, os

    quais possuam entalhes em V (CP1) e em U (CP2). Primeiramente, realizou-

    se o ensaio de trao de ambos os corpos. A partir do resultado destes ensaios

    pode-se verificar a fora a ser aplicada posteriormente no ensaio de fadiga. Os

    grficos 1 e 2 a seguir representam os ensaios descritos acimas para os corpos

    de prova CP1 e CP2 respectivamente. Observa-se que os ensaios foram

    bastante semelhantes.

    0 1 2 3 4 5

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    Fo

    rca

    (N

    )

    Deslocamento (mm)

    Entalhe V

    Grfico 1 - Fora x Deslocamento CP1

  • 18

    0 1 2 3 4 5

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    Fo

    rca

    (N

    )

    Deslocamento (mm)

    Entalhe U

    Grfico 2 - Fora x Deslocamento CP2

    A partir desses ensaios foram ento determinados os parmetros para

    realizao do ensaio de fadiga. O ensaio de fadiga realizado apresentou como

    tipo de controle o controle de carga (tenso), portanto sendo de carga

    controlada. A fora aplicada no ensaio foi do tipo trao-compresso. Os

    parmetros finais de ensaio foram:

    Mquina De Ensaio de Fadiga Mecnica: Marca: Instron

    Modelo: Instron 3520 (Unidade Eletro-Hidrulica)

    Instron 8874 (Unidade de Atuao Mecnica Axial);

    Corpos de Prova (CP) de Alumnio ABNT 1200: Dimenses padronizadas - (125,00 x 19,90 x 2,06) mm;

    Trao aplicada aos corpos de prova durante o ensaio: Pmn = 400 N e Pmx = 4 kN (Trao igual a 4000 N com razo 0,1);

    Frequncia de aplicao da carga nos corpos de prova: 10 Hz;

    Posicionamento das amostras na mquina de ensaios (L entre garras = 50,00 mm).

  • 19

    5. RESULTADOS E CONCLUSES

    A partir do ensaio de fadiga realizado nos Corpos de Prova (CP), obteve-se

    para cada nvel de concentrao de tenso - ("entalhe em forma de "V" para

    CP1, e em forma de "U" para CP2) - a relao do nmero de ciclos que o material

    resistiu at sua completa fratura em decorrncia da propagao de trincas. Para

    o CP1 o nmero de ciclos de vida final at a sua completa fratura apresentou o

    valor de 11924 ciclos. Por sua vez, para o CP2 este valor foi igual a 19000 ciclos.

    Dos resultados, observa-se que quando submetidos a atuao a mesmos nveis

    de carga externa oscilante, o corpo de prova que possui uma geometria de

    entalhe em formato de "U", CP2, apresenta maior tempo de vida do que aquele

    com entalhe em formato de "V", CP1, antes que estes sofram o processo de

    fratura. Isto reflete que, de fato, por possuir maiores teses atuantes na regio

    do entalhe devido ao maior fator de concentrao, o nmero de ciclos de trabalho

    que o segundo corpo de prova ir resistir relativamente menor que no outro

    corpo de prova, de menor fator de concentrao de tenses, haja vista que a

    resistncia a fadiga apresenta, em geral, um comportamento inversamente

    proporcional ao nvel de atuao da carga, ou seja, quanto maior a intensidade

    da carga que atua sobre o elemento durante os ciclos de trabalho, menor ser

    seu tempo de vida. No entanto, de acordo com literatura, o valor de ciclos para

    os quais pode-se determinar com maior preciso o limite de fadiga de um

    material ento em torno de 2x107 2x109 ciclos. Com tamanha divergncia entre

    os valores, conclui-se que modificaes nos parmetros de ensaio deveriam ser

    realizadas, como por exemplo reduzir o limite de carga.

    Outra observao importante a ser realizada referente aos tipos de fratura

    presentes nos ensaios realizados. Nos ensaios de trao os materiais

    apresentaram fratura inclinada, com zona de reduo de rea visvel, do tipo

    taa-cone, tpica de um material dctil como o alumnio ABNT 1200. As

    fraturas ocorridas nos corpos de prova do ensaio de fratura apresentaram uma

    regio inicial de fissuramento e formao trinca tipicamente formada por

    sucessivos processos de deslizamentos de planos paralelos do material,

    formando uma regio com marcas de praia (ou estrias), onde a propagao da

    trinca se desenvolve em uma direo inclinada, a aproximadamente 45 da

    direo de atuao da tenso aplicada, caracterizando um processo de fratura

    tipicamente dctil. Nessa regio, as tenses de cisalhamento dominam o

    processo de propagao de trincas, ocorrendo grande regio de plastificao e

    reduo de rea. Tambm percebe-se que, em seguida, a propagao de

    fissuras ocorre na direo normal quela de atuao da tenso aplicada,

    caracterizando um segundo estgio de trinca. A propagao da trinca nesta

    direo segue at o instante em que a rea resistente no mais

    suficientemente grande para suportar as cargas atuantes, e a tenso local

    ultrapassa a de resistncia do material, levando-o ao colapso. Por sua vez, nos

    ensaios de fratura observou-se que a fratura comea plana e depois se torna

    inclinada. A Figura 10 mostra a fratura em um dos corpos de prova do ensaio de

    fadiga realizado.

  • 20

    Figura 10 - Fratura ensaio de fadiga

    Durante o ensaio de fadiga verificou-se tambm que, apesar de manter os

    limites de carga fixos durante os ciclos de trabalho - caracterstico de ensaios de

    fadiga com carga controlada como foi realizado -, a deformao do material ()

    se apresentou em processo de continuo crescimento durante a realizao de

    cada ciclo. Este fenmeno se deve ocorrncia do efeito de amolecimento do

    material pelo efeito da fadiga, fazendo com que este reduza gradativamente sua

    resistncia na medida em que o tempo de trabalho se eleva. Neste caso o dano

    proporcionado por cada ciclo de trabalho pode ser verificado pela variao das

    curvas de histerese obtidas da curva tenso x deformao.

  • 21

    6. BIBLIOGRAFIA

    [1] BEER, F. P.; JOHNSTON, E. R. (2004). Resistncia dos materiais. Editora

    Makron Books. So Paulo, Brasil.

    [2] MELLO, A. L. N. Anlise experimental da vida em fadiga de trincas

    propagadas em placas de alumnio reparadas com material compsito.

    Universidade Federal do Rio De Janeiro, 2005.

    [3] ROSA, E. da; Anlise de Resistncia Mecnica. Mecnica da Fratura e

    Fadiga. Universidade Federal de Santa Catarina. Outubro, 2002.

    [4] SHIBATA, R. M. Previso da vida em fadiga do ao ABNT4140 temperado

    e revenido. Universidade Federal de Itajub, 2002.

    [5] TELECURSO 2000 PROFISSIONALIZANTE. Ensaios de Materiais. So

    Paulo. 1997.