Mecanismos da iniciação e propagação de trincas na presença de carregamentos estáticos e cíclicos

  • Diego Vinicius Dionisio UniEvangelica
  • Fabricio de Sousa Ribeiro
  • Henrique Pereira
  • Hélio de Souza Queiroz

Resumo

A mecânica da fratura é uma metodologia que estuda os mecanismos de propagação de trincas em componentes e estruturas. Destacam-se como triângulo da mecânica da fratura as grandezas tensão atuante; propriedades mecânicas do material; tipos e tamanho de defeitos ou trincas existentes. A literatura argumenta que para nucleação de uma trinca superficial devido a um carregamento axial estático tem-se que a tensão de cisalhamento máximo formada a um ângulo de aproximadamente 45º com a direção do carregamento aplicado, promove formação e movimentação de bandas deslizamentos. Após etapa de iniciação da trinca o material pode entrar nos denominados modos I, II ou III de movimentação da ponta da trinca, devido a atuação da tensão cisalhante e tensão normal atuando em diferentes planos de carregamento. Teorias da Mecânica da fratura linear elástica e elastoplástica utilizam conceitos como concentração de tensão, fator de intensidade de tensão e diferentes modos de falha, incluindo técnicas como Integral J e CTOD (Crack Tip Opening Displacement) para estimar os campos de tensões em volta da ponta da trinca. Para carregamentos cíclicos a etapa de nucleação da trinca é comumente denominada de estágio I de propagação, nesta etapa as bandas de deslizamentos se deslocam através de extrusões e intrusões superficiais, que após percorrer poucos grãos do material alteram sua forma e direção em propagação lenta mudando para um estágio II. Neste estágio a trinca se propaga em um modo de abertura, chamado de modo I. Após o tempo de propagação lenta da trinca, o material entra em um estágio III que leva a uma fratura abrupta. Inspeções e resultados experimentais mostram que a maioria das peças e componentes de máquinas e equipamentos podem falhar devido a carregamentos cíclicos, podendo ocorrer falhas catastróficas

Publicado
2019-01-18
Seção
III SINACEN - Simpósio Nacional de Ciências e Engenharias