Fadiga

Fadiga do metal tem sido um problema, desde 1840 quando as falhas em eixos ferroviários e máquinas de moinho foram apresentadas. Em 1870 Wohler tinha colocado a questão da fadiga sobre uma base racional e por meios de métodos tentar reduzir as falhas de fadiga como eram conhecidos. Com melhorias na microscopia óptica no final da virada do século, algum interesse no aspecto metalúrgico causado pela fadiga foi despertado, mas um interesse geral por fadiga ainda era pouco, isso mudou por volta de 1920 com o desenvolvimento de motores de alta velocidade, com  aumento do uso de aeronaves, cargas mais pesadas eram transportadas em estradas de ferro e, sobretudo,  aumento do uso de novos materiais, especialmente  ligas de alumínio.
Sob mudança temporária (dinâmica) carrega deformações plásticas em áreas microscópicas de estruturas que ser iniciado, o que reduz a possibilidade futura de carregamento. Assim, as trincas em primeiro lugar começam micro, crescem para uma estrutura macro, e depois finalmente, levam a uma falha final.
A fadiga é um tipo de fratura progressiva, onde uma trinca começa em local altamente tensionado ​​ou excessivamente fraco. Os pontos se propagam através carregamentos suct seção de sucessivas cargas. Eventualmente, o efetivo restante da área pode ser insuficiente para suportar a carga aplicada e a falha acontece.
Assim, a fadiga é também o início de uma trinca como o seu progresso. Frequentemente haverá uma fase principal de resíduos sólidos e crescimento da trinca contada por ciclos de carga. Os entalhes com os picos de tensão são locais de grande importância.
A superfície e as influências do ambiente (rugosidade, corrosão, temperatura) também têm um forte efeito. Grande quantidade de outras influências a partir do carregamento de carga, de fabricação, e outros parâmetros com todas as suas múltiplas combinações terão que ser observados.

Iniciação, propagação e falha final de trincas.

Crescem a partir de entalhes das trincas. A falha final da construção ocorre de repente sem previsão (como uma fratura frágil) e sem qualquer tensão. O início do crescimento da trinca muitas vezes pode ser encontrado cedo o bastante (depois de 1 / 3 da carga máxima do ciclo escala máxima N)

Fadiga

A fadiga é coberta por padrões alemães; norma DIN 50100. As definições e como fazer testes científicos e amostra de teste harmonizado consta lá.
Dentro da definição do fenômeno de fadiga existe uma distinção entre:·.

• Fadiga de alto ciclo.
• Vida útil.
• Fadiga e corrosão por fatiga.
• Baixo ciclo.

Tabela 1 curva: SN do material com o comportamento da fadiga clara.

Carregando

O comportamento da fadiga irá depender com o tipo de carregamento. Poderá distinguir-se entre:

• Diferentes maneiras de carregamento.
• Carregamento monotônico.
• Carga de fadiga sob diferentes temperaturas.
• Tensão / pressão, cisalhamento, flexão.

Métodos de contagem de ciclo.

Para a definição dos métodos de serviços de carga diferente da classificação são utilizados:

• Faixa de contagem dupla.
•  Contagem Class boarder.
• Método Rainflow.
• Método de reservatório – (BS 5400).

Regra dos danos acumulados.

A hipótese de dano cumulativo da faixa ciclo de vida de uma construção pode ser avaliada. Os procedimentos usados ​​na prática são:

• Corten-Dolan.
• Palmgren-Miner (o mais utilizado).)
• Serensen-Koslow.
• Haibach.
• Gnirke.

Propagação de trincas em carregamento dinâmico.
Carregamento dinâmico Monotonic

Trincas de fadiga causada pelo carregamento dinâmico não aparecem espontaneamente. Antes da fratura final da trinca a sua iniciação é precedida por um crescimento estável da trinca. Durante esse período de estável de crescimento da trinca a fissura cresce a partir de ciclos de carga para carregar ciclo até que – ao atingir o comprimento crítico da trinca – surge uma súbita fratura final. Em vez de estável crescimento da trinca muitas vezes a definição de “propagação de trincas undercritical” é usado, porque o crescimento da trinca ocorre a níveis de tensão abaixo K. A velocidade de trinca undercritical C aumenta propagação a fratura com o nível de tensão s8.

Diferentes blocos de carga.

No caso de blocos de carga diferente, o carregamento dinâmico por membros de construção com fissuras tensão diferentes relações R pode ser encontrado. O carregamento dinâmico pode ser sem normas ou de realização periódica em blocos definidos. É supor que a sequência de carregamento influencia a propagação de trincas. Informações básicas para esta
influência pode ser encontrada em testes com bloco de cargas diferentes, em que os picos de carga singular estão incluídos.

Tensões em soldas
Tipos de análise de tensões

• Análise de tensões na poça.

• Tensão ponto quente.

• Análise de tensão nominal

• Mecânica da fratura.

Influências da tensão sobre a fadiga.

• Tipo de carregamento.·.
• Tensão média.
• Tensão superior, menor tensão.·.
• Dimensões.
• Condições da superfície.·.
• Casos notch tipos de entalhe.
• Geometria da junta.
• Temperatura.
• Corrosão.
• Tensão residual.

• Frequência.

Referências

[1] Ruge, Handbuch der Schweißtechnik, Springer Verlag

[2] Radaj, Ermüdungsfestigkeit, DVS – Verlag, Bd.82

[3] Hobbacher, Das Lebensdauerorientierte Bemessen von Schweißkonstruktionen, DVS Berichte, Bd.88

[4] Schmidt, Werkstoffverhalten bei schwingender Beanspruchung

Thyssen Edelstahl, TB, 7.Bd. 81, Heft 1

[5] Zammert, Betriebsfestigkeitsberechnung, Vieweg Verlag 

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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