Extensão da vida à fadiga utilizando sobrecargas

Perdigão, Sandra Maria Gonçalves

http://hdl.handle.net/10400.26/15296

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Authors

Perdigão, Sandra Maria Gonçalves

Advisor(s)

Branco, Ricardo Nuno Madeira Soares

Antunes, Fernando Jorge Ventura

Abstract(s)

Vários métodos experimentais têm sido propostos para aumentar a vida de fadiga através do retardamento da propagação das fendas, nomeadamente pela redução da intensidade de tensão na extremidade da fenda (preenchimento da fenda, aplicação de remendos compósitos, e reparação por soldadura), pela redução da concentração de tensões na extremidade da fenda (inserção de furos) ou pela introdução de tensões residuais de compressão. As tensões residuais de compressão podem ser geradas pela aplicação de sobrecargas, por shot peening, por aquecimento local, e pela inserção de furos na proximidade da fenda. A melhoria da vida de fadiga controlada por aplicação de uma sobrecarga no material junto da extremidade da fenda introduz um campo de tensões residuais de compressão, que pode aumentar significativamente a vida de fadiga de um componente. Em alguns casos, a aplicação de uma sobrecarga com carregamento subsequente de baixa amplitude pode mesmo parar a propagação da fenda. O presente trabalho foca-se no estudo do efeito de sobrecargas simples e múltiplas na extensão da vida de fadiga. Numa primeira fase, é desenvolvida e otimizada uma técnica automática tridimensional (3D) de crescimento de fenda de fadiga (FCG) baseada no método de elementos finitos (MEF). Depois, o efeito de sobrecargas no fecho de fenda induzido por plasticidade é obtido numericamente, considerando sobrecargas simples e periódicas, para estados planos de tensão e de deformação. Finalmente, os valores de fecho de fenda obtidos anteriormente são introduzidos nos modelos de propagação automática desenvolvidos previamente. As variações de vida de fadiga obtidas para as várias situações estudadas são comparadas com as vidas obtidas para amplitude constante. Neste trabalho, para além dos efeitos da aplicação de sobrecargas simples e múltiplas, estudam-se também os efeitos da intensidade da sobrecarga, do instante de aplicação da sobrecarga, da espessura da peça, e do material.