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FALHA POR FADIGACARGA VARIADA
MECNICA DOS SLIDOS IIIProf. Marcelo Cavalcanti Rodrigues
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AORDA!EM
". M#todos de vida so$ %adiga&'. Resist(ncia a %adiga e Li)ite de Resist(ncia a %adiga&
Grfco resistncia x vida (!"#$*. %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia a %adiga&,. Concentra-o de /enso e Sensi$ilidade a Ental0e&1. /ens2es %lutuantes&3. Co)$ina-o de Modos de Carrega)ento.
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%ADI!A4444A%&'as )essoas con*'nde o ecaniso de *adi&a co cansa+o o'exa'st,o- e re)ete *re.'enteente .'e ta% )e+a ro)e' )or .'e oateria% estava *adi&ado$
Fadi&a / ' ecaniso de de&rada+,o .'e se ani*esta na *orade trincas e )or conse.0ncia *rat'ra )e+as e e.'i)aentos devido acar&as re)etidas (cc%icas#$x3 ixos- o%as- en&rena&ens- venti%adores- etc$
Os e%eentos .'e o)era so4 tens5es constantes o' co varia+5es)o'co *re.0entes tais coo a aioria dos tan.'es- vasos de )ress,oe t'4'%a+5es 's'a%ente n,o so*re *adi&a$
6'ando 'a )e+a ro)e )or *adi&a / )or .'e a .'antidade de cic%os
de tens,o s')ero' se' li)ite de resist(ncia- n,o )or.'e o ateria%estava 7cansado7$
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CARGA:;:ICA LI
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De ' odo &era% )ara .'e ocorra *adi&a / necessrio .'e trs
*atores se@a a)%icados @'ntos3 so%icita+5es dinicasB so%icita+5es de tra+,oB de*ora+,o )%stica$
A *a%a )or *adi&a ocorre devido a n'c%ea+,o e )ro)a&a+,o de
de*eitos e ateriais devido a cic%os a%ternados detens,oEde*ora+,o$
Inicia%ente as tens5es cisa%antes )rovoca ' escoaento%oca%iado &erando intr's5ese extr's5esna s')er*cieB isto a'entaa concentra+,o de tens5es dando ori&e a 'a descontin'idade
inicia%$
; edida .'e esta descontin'idade vai fcando ais 7a&'da7 aesa )ode coe+ar a )ro)a&ar &erando 'a 7trinca de *adi&a7c'@o taano a'entar )ro&ressivaente at/ a *rat'ra doco)onente$
http://pt.wikipedia.org/wiki/Intrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Intrus%C3%A3o7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga
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J
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Pro)a&a+,o e incio da trinca e *a%a )or *adi&a
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". M#todos da 5ida so$ %adiga
xiste trs /todos *'ndaentais )ara estiar a vida so4 *adi&a'sados e )ro@etos3
a6 M#todo da vida so$ tenso&$6 M#todo da vida so$ defor)a-o&c6 M#todo da )ec7nica da fratura linear el8stica&
:ais /todos )redie a vida e nero de cic%os ("# at/ aocorrncia da *a%a$
O$s9A vida de 1 M " N 1K8cic%os / caada de fadiga de baixo cicloe a fadiga de alto ciclosocorre e " 1K8cic%os$
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". M#todos da 5ida so$ %adiga :M#todo da vida so$ tenso6
A vida so4 *adi&a / deterinada e aostras .'e s,o s'4etidas a*or+as re)etidas o' variveis de a&nit'des es)ecifcadas- ondecic%os e invers5es s,o contados at/ a s'a destr'i+,o$ti%ia!se a a.'ina de vi&a rotativa de a%ta ve%ocidade de R$ R$
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". M#todos da 5ida so$ %adiga :M#todo da vida so$ tenso6
A ordenada do dia&raa !" / denoinada de resistncia fadigaSf.
Diagra)a Sialco)=leta)ente inversa. A-o nor)ali?ado& Sut@ ""3 =si& )8>i)o Sut@ "'1 =si.
O &rfco acia @aais se torna orionta% )ara etais n,o S *errosos o' %i&as-neste caso esses ateriais n,o te %iite de resistncia *adi&a$
Limite de resistnciaa fadiga ou limite de
fadiga Se
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'. Li)ite de Resist(ncia
Para estiar os %iites de resistncia
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'." Resist(ncia B %adiga
Pode!se ent,o tra4a%ar co a e.'a+,o .'e a@'sta a c'rva daResistncia a Fadi&a 'sando
Sf= aNb (1#
e .'eN / o nero de cic%os at/ a *a%a e as constantes ae bs,odefnidas )e%os )ontos "*- (Sf)103 - e "3- Seco (Sf)103= f Sut$ Lo&oo4t/ os ex)oentes3
(2#
(8#
Onde f/ a *ra+,o de Sut$
H a@'stes de c'rva co f tratado coo 'a constante- nora%enteK$J- as variando co Sut$Sut
=si3 "' '
f K-J8 K- K-2 K-
1
( )
e
ut
S
fSa
2
=
=
e
ut
S
fSb log3
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'." Resist(ncia B %adiga
e 'a tens,o co)%etaente invertida a *or )rovida-esta4e%ecendo S
f
= a
na e.$ (1#- o nero de cic%os " at/ a *a%a /3
(9#
A *adi&a de 4aixo cic%o / defnida coo 'a *a%a .'e ocorre e' interva%o de 1N103cic%os$
'.' %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia
a4e!se .'e 'a aostra 'sada e %a4oratUrio )ara deterinar os%iites de resistncia / )re)arado co 'ito c'idado e ensaiado so4condi+5es contro%adas$
"a )rtica a%&'ns *atores inQ'encia no %iite de resistncia a*adi&a e3a)!aterial3 co)osi+,o- etcBb)!anufatura3 /todo- trataento t/rico- corros,o )or
icroa4ras,o- condi+,o de s')er*cie- concentra+,o de tens,oBc)"mbiente3 corros,o- te)erat'ra- estado de tens,o- etcB
d)#ro$eto3 taano- *ora- vida- estado de tens,o- concentra+,o detens,o$
1
b
a
aN
/1
=
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'." Resist(ncia B %adiga
Coo a)resentado na f&'ra a4aixo- a re&i,o de 4aixo cic%o )arte de"1 at/ $
"essa re&i,o a resistncia a*adi&a / sensive%ente enor.'e a resistncia a tra+,o $a a)roxia+,o *oi dada )or
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cic%os-
Onde * / a *ra+,o de re)resentado )or $ Reso%vendo )ara *
Para a+os co )ode!se 'sar3
o'
Para deterinar 4- s'4stit'a o %iite de resistncia e o cic%ocorres)ondente- - assi
Assi conece!se a e.'a+,o
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x3 a+o 1K?K HR te resistncia a tra+,o 't 1K? T)si e 'a resistncia aoescoaento de K T)si$
a# stie o %iite de resistncia de vi&a rotativa a 1Kcic%osB4# stie a resistncia )ara ' es)/cie de vi&a rotativa )o%ido corres)ondendo a 1K9
cic%os at/ a *a%aB
c# stie a vida es)erada so4 'a tens,o co)%etaente invertida de ?? T)si$
OLWXOd# Coo Sut 10% &'siY 1&'si$
e# Para N 10at/ a *a%a$
Co a Se See Ne 10*cic%os$
nt,o a *ra+,o fde Sutre)resentada )or (Sf)103cic%os /3
Portanto a resistncia a *adi&a * )ara " 1K9cic%os /3
c# " Z Para a= %% &'si.
kpsiSS ute 9,52)105(504,0504,0' ===
kpsiSutF 1555010550' =+=+=
0741,0)10.2log(
)9,52/155log(
)2log(
)/'log(
6 ==
=
e
eF
N
Sb
840,0)10.2(105
155)10.2(
' 0741,033 === b
ut
F
Sf
( )kpsiS
fS
ae
ut
1,1479,52
))105(840,0( 22
=== 0740,09,52)105(840,0
log3
1
log3
1
=
=
= eut
S
fS
b
kpsiS
NS
f
f
4,74)10(1,147)(
1,147
0740,04
10
0740,0
4 ==
=
ciclosN )10(9,55938101,147
55 50740,0/1
==
=
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'.' %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia
Fora identifcados *atores .'e .'antifca os e*eitos de condi+,ode s')er*cie- taano- carre&aento- te)erat'ra- etc$
A e.'a+,o de
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'.' %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia
'.'." %ator de su=erfFcie a
O *ator de odifca+,o de)ende da +ualidade de acabamento da'e,a real- e da resistncia a tra,o do material$
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'.'.' %ator de /a)an0o kb
O *ator de :aano *oi ava%iado 'sando 188 con@'ntos de )ontos dedados$ Os res'%tados )ara Ge>o e tor-o )ode ser ex)ressocoo3
(#
Para carrega)ento a>ial no 08 efeito de ta)an0o- &b=1$O .'e *aer .'ando 'a 4arra redonda e Qex,o n,o est rodando-o' .'ando 'a se+,o transversa% n,o!circ'%ar / 'sada$x3 .'a% / o *ator de taano )ara 'a 4arra de de es)ess'rae 9K de %ar&'raZ
Res)osta3 \dimenso efeti/a de\ .'e / o4tida i&'a%ando o vo%'e doateria% tensionado- e acia de J?] da tens,o xia ao esovo%'e e ' es)/cie de vi&a rotativa$ Para 'a se+,o circ'%ar&irando- a rea de tens,o de J?] / a rea e ' ane% tendo 'dietro externo d e ' dietro interno de K-J?d- assi3
(#
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