Sumrio1.Histria sobre ensaios de falha por fadiga22.Tenses alternadas32.1.Ensaio de flexo rotativa32.2 Ensaio de fadiga sob fora normal32.3 Ensaio de flexo em vigas engastadas32.4 Ensaio de fadiga sob toro43.Ensaios de conjuntos reais4

1. Histria sobre ensaios de falha por fadiga

Em relao ao histrico da fadiga, as primeiras menes ao fenmeno de fadiga foram feitas na primeira metade do sculo XIX, em 1828, na Alemanha por W.A.J. Albert ao estudar correntes de guindastes de minas sobre carregamentos cclicos. No entanto, a fadiga de contato apenas passou a ser objeto de estudo aproximadamente meio sculo mais tarde, em 1882, por Heinrich Hertz na Alemanha (DOWLING, 1999)A primeira bancada de testes foi criada por August Whler em 1860 em Berlim na Alemanha. Foi observado que a resistncia dos eixos de aos dos trens sujeitos a carregamentos cclicos era notoriamente menor do que a resistncia esttica dos mesmos.

Figura1.1 Mquina de ensaios de Whler.

Mais tarde R.R. Moore adaptou essa tcnica para um eixo biapoiado giratrio causando uma flexo pura alternada.

Figura 1.2 Mquina de ensaios de R.R. Moore.

Nos ltimos 40 anos, com o advento do controle servo-hidrulico utilizado em mquinas de ensaio normal, tem sido possvel uma maior flexibilidade na forma de onda realizada nos ensaios de tenso e de deformao, que podem ser aplicados nos corpos de prova.Em alguns casos, no existem em absoluto informaes disponveis, a respeito da resistncia fadiga do material desejado, sendo necessria uma maneira para se estimar o seu valor a partir de dados de resistncia de ensaios esticos.

2. Tenses alternadas

Esta situao de carregamento pode ser realizada atravs de um eixo rotativo, ensaio sob fora normal, um eixo em balano em flexo ou atravs de ensaio de toro.2.1. Ensaio de flexo rotativa

Trata-se de um ensaio baseado em tenses alternadas que visa determinar a resistncia fadiga de um material sob determinadas condies. O ensaio iniciado em um nvel de tenso particular, at o corpo de prova falhar, ento o nmero de ciclos at a ruptura e o nvel de tenso aplicada so registrados.O limite de fadiga em um ensaio de flexo rotativa determinado quando a resistncia fadiga decai contnua e linearmente at atingir uma inflexo (formar curva)2.2 Ensaio de fadiga sob fora normal

Pode ser usado para gerar dados similares de tenses alternadas, semelhantes s obtidas no ensaio de flexo rotativa, para um determinado material e tambm pode ser utilizado e tambm pode ser utilizado para ensaios controlados de deformao. A principal vantagem do ensaio com fora normal consiste na possibilidade de aplicao de qualquer combinao de tenses mdias e alternadas. O ensaio se inicia com o corpo de prova sendo carregado ciclicamente em uma mquina de ensaios servo-hidrulica, a capacidade de programao dessas mquinas permite qualquer combinao de componentes de tenso mdia e alternada a serem aplicadas.Toda a seo transversal solicitada uniformemente em trao ou compresso axial, sendo que a tenso mxima na fibra mais externa e nula no centro da seo.2.3 Ensaio de flexo em vigas engastadas

Esse ensaio causa oscilaes de tenso de flexo e capaz de provocar uma tenso mdia assim como uma tenso alternada.Esse tipo de ensaio no to frequentemente utilizado como os dois ltimos ensaios vistos, mas a alternativa menos cara em relao as ltimos tipos citados.Alguns exemplos de dados obtidos para polmeros mostram um grfico em que se percebe a presena de um limite de fadiga para alguns desses materiais no metlicos.

2.4 Ensaio de fadiga sob toro

Nesse tipo de ensaio aplica-se alternadamente uma toro no corpo de prova em sentidos opostos, aplicando tenses de cisalhamento puro.So realizados em corpos de prova cilndricos sujeito a um esforo de toro alternado. A relao entre a resistncia torcional e a resistncia flexo em carregamento cclicos (dinmicos) idntica aquela obtida nos casos estticos.3. Ensaios de conjuntos reaisConsiste em informar que os melhores dados so obtidos por meio de ensaios com conjuntos reais, submetidos a carregamentos verdadeiros e condies realistas de temperatura e ambiente. Trata-se de uma proposta bastante dispendiosa e que normalmente realizada somente quando os custos de projeto, a quantidade a ser fabricada da pea/dispositivo ou a existncia de uma ameaa segurana humana demanda a realizao desse tipo de ensaio.

Figura 3.1 Ensaio de conjuntos reais sendo realizado nas asas de um avio Boeing 757.

BIBLIOGRAFIA Projeto de Mquinas, uma abordagem integrada. NORTON, Robert L. Fatigue Failure / Engineering Approach https://www.youtube.com/watch?v=msVt0mrvopg Trabalho de Concluso de Curso apresentado ao Centro Universitrio da FEI, como parte dos requisitos necessrios para obteno do ttulo de Engenheiro Mecnico, orientado pelo Prof. Dr. Gustavo Henrique Bolognesi Donato DOWLING, Norman E.Mechanical behavior of materials: engineering methods for deformation, fracture, and fatigue. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall, 1999