Transição de trinca bidimensional para unidimensional por fadiga

• Main Author: Silva, Rafael Marques
• Other Authors: Miranda, Antonio Carlos de Oliveira
• Language: Portuguese
• Published: 2015
• Subjects: Fadiga; Trincas (Engenharia)
• Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/18165; http://dx.doi.org/10.26512/2015.03.D.18165

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. === Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva ([e-mail]) on 2015-05-14T16:38:14Z No. of bitstreams: 1 2015_RafaelMarquesSilva.pdf: 3637053 bytes, checksum: 5285498b0c9027dcf10eb4d965e45774 (MD5) === Approved for entry into archive by Raquel Viana([e-mail]) on 2015-05-14T21:01:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RafaelMarquesSilva.pdf: 3637053 bytes, checksum: 5285498b0c9027dcf10eb4d965e45774 (MD5) === Made available in DSpace on 2015-05-14T21:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RafaelMarquesSilva.pdf: 3637053 bytes, checksum: 5285498b0c9027dcf10eb4d965e45774 (MD5) === O presente trabalho trata da transição da propagação de trincas bidimensionais para trincas passantes por fadiga, em espécimes de aço sujeitos à tração. A falha por fadiga nas estruturas é um problema muito comum que é caracterizado pela geração e propagação paulatina de uma ou várias trincas, causado pelo efeito cumulativo da aplicação cíclica de cargas variáveis. Quando a trinca penetra parcialmente na peça, ela é considerada bidimensional. Já quando penetra totalmente na peça, a trinca é dita unidimensional ou passante. Existem algumas expressões empíricas para trincas bidimensionais fornecidas na literatura que ajudam a descrever os fatores de intensidade de tensão. Essas equações estão limitadas a diversos fatores de forma que relacionam as características geométricas da peça, tais como espessura, largura e o tipo de entalhe, já que as trincas bidimensionais mudam de aspecto a cada ciclo de carga. Uma questão importante nesse assunto é a transição de uma trinca parcialmente penetrante (bidimensional) para uma situação unidimensional (trinca passante), pois para calcular a vida total de uma trinca por fadiga é preciso também conhecer seu comportamento na fase de transição. Contudo, esse processo de transição não tem sido muito acompanhado por estudos. Esta pesquisa tem como objetivo geral estudar o processo de transição de trincas bidimensionais para unidimensionais por fadiga. Foram realizados experimentos de propagação de trincas em corpos de prova com seção transversal retangular. Em cada experimento, uma trinca foi induzida a partir de um defeito com forma quarto-elíptica em um dos vértices do corpo de prova. Durante o ensaio, foram aferidos, no processo de transição, comprimentos característicos da forma da trinca (a, c e c’). Nesse contexto, o presente estudo apresenta uma análise da transição de trincas bidimensionais para unidimensionais por fadiga, em corpos de prova de aço SAE 4340, de seção retangular, com um entalhe inicial de canto, submetido a cargas de tração por fadiga. São apresentados resultados experimentais comparados com os resultados no programa ViDA. === This work deals with the transition of two-dimensional cracks to through cracks by fatigue in steel specimen under tension. Fatigue failure in structures is a very common problem that is characterized by the gradual generation and propagation of one or more cracks, caused by the cumulative effect of cyclic variable loads application. When the crack partially penetrates the thickness specimen it is called two-dimensional crack. However, when it fully penetrates the thickness specimen it is called through crack. There are some empirical mathematical expressions in the literature to evaluate stress intensity factor. These equations are limited to many configuration parameters and ratios, related to the geometrical specimen features, such as thickness, width, notch type, since surface crack aspect changes each load cycle. An important issue in this matter is the trasition of a part-through crack to a one-dimensional situation (through crack), because to calculate total life of a fatigue crack is also necessary to know its behavior in the trasition period. However, this process of transition has not been very accompanied by studies. This research has as main objective to study the transition from two-dimensional cracks to one-dimensional cracks by fatigue. Crack propagation tests were performed on specimen with rectangular cross section. In each test, a crack was induced from a quarter-elliptical flaw in one of the specimen corners. During the test, in the transition period, characteristic lengths of crack shape (a, c and c') were measured. In this sense, this study presents an analysis of two-dimensional cracks transition to one-dimensional crack by fatigue, in SAE 4340 steel specimens, with rectangular cross section, with a inicial corner notch, under tensile fatigue loads. Experimental results are compared with the results of software ViDa.