FADIGA

Fadiga

•Concepto de Fadiga•Ensaio de Fadiga•Fatores de Influência

Fadiga

Os materiais, particularmente os metais, quando submetidos a tensões flutuantes ou repetitivas (esforços cíclicos ), rompem-se a tensões muito inferiores àquelas determinadas nos ensaios de tração. (Cargas estáticas).

A ruptura que ocorre nessas condições de esforço dinâmico é conhecida como ruptura por fadiga.

Em estruturas e equipamentos como pontes, aviões, veículos, entre outros, quando submetidos a contínuos esforços dinâmicos e vibrações, o fenômeno da fadiga passou a representar o 90% das falhas em serviço de componentes metálicos.

Fadiga

Os materiais poliméricos e os cerâmicos são também susceptíveis à ruptura por fadiga. Na maioria das vezes, não se considera a fadiga em cerâmicos, pois esses materiais costumam falhar em decorrência de sua baixa tenacidade à fratura.

A falha por fadiga é particularmente imprevisível pois acontece sem que haja qualquer aviso prévio.

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ENSAIO DE FADIGA

Consiste na aplicação de carga cíclica em corpo-de-prova apropriado e padronizado segundo o tipo de ensaio a ser realizado.

Flexão Rotativa

Corpos de prova segundo a norma ASTM (E1823, E1150, E466)

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Fadiga

ENSAIO DE FADIGA

Flexão Rotativa

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Tração – Compressão Cisalhamento

ENSAIO DE FADIGA

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RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA(Curva σ – N ou Curva Wöhler)

Este ensaio é capaz de fornecer dados quantitativos quanto às características de um material ou componente suportar por longos períodos, cargas repetitivas e/ou cíclicas sem se romper.

Os principais resultados do ensaio são: Limite de Resistência à Fadiga (σRf)Resistência à Fadiga (σf)Vida em Fadiga (Nf)Os resultados do ensaio podem variar devido a uma diversidade de fatores.

O ensaio pode ser dividido em Fadiga de Baixo Ciclo (ruptura < 104 ciclos) e Fadiga de Alto Ciclo (para os casos acima desse limite)

Fadiga

RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA(Curva σ – N ou Curva Wöhler)

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RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA(Curva σ – N ou Curva Wöhler)

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FRATURA EM FADIGA

A ruptura do componente em serviço ocorre em 03 etapas distintas:

- Nucleação da Trinca;- Propagação Cíclica da Trinca (Fenômeno Lento)- Falha Catastrófica (Fenômeno Rápido).

Fadiga

FRATURA EM FADIGA

Fadiga

FRATURA EM FADIGA

Nucleação da Trinca:

Regiões de alta concentração de tensões.

Fadiga

FRATURA EM FADIGA

Nucleação da Trinca:

Defeitos de Superfície.(Ranhuras, pequenas trincas de usinagem, mau acabamento superficial, etc.)

Fadiga

FRATURA EM FADIGA

Nucleação da Trinca:

Defeitos na Microestrutura(Inclusões, porosidade acentuada, defeitos de solidificação, pontos de corrosão, etc)

Fadiga

FRATURA EM FADIGA

Propagação Cíclica da Trinca:

Devido à concentração local da tensão causada pelos mecanismos antes citados, ocorre uma deformação plástica cíclica causada pela, mesmo com tensão nominal abaixo do limite elástico.

Fadiga

FRATURA EM FADIGA

Ruptura Catastrófica:

Durante o período de serviço o componente encontra-se sujeito a mudanças abruptas de carga de fadiga. Essas mudanças registram-se na macroestrutura da superfície de fratura através de marcas que recebem o nome de “Marcas de Praia”.

Fadiga

FATORES DE INFLUÊNCIA NA RESISTÊNCIA EM FADIGA

Efeitos Superficiais:

Rugosidade da superfície;

Variações na resistência à fadiga na superfície (tratamentos superficiais);

Variações na tensão residual da superfície.

Fadiga

FATORES DE INFLUÊNCIA NA RESISTÊNCIA EM FADIGA

Fatores de Projeto:

Qualquer marca ou descontinuidade geométrica pode agir como um concentrador de tensões e como ponto potencial de inicio de uma trinca de fadiga (furos, rasgos de chaveta, etc.)

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FATORES DE INFLUÊNCIA NA RESISTÊNCIA EM FADIGA

Ambiente:

Ataque químico (Fadiga por Corrosão).

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CURIOSIDADE

:Tensão de Resistência à Fadiga:Tensão de escoamento:Fator de acabamento:Fator de entalhe