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JOSÉ EDUARDO MANESCHY
INTEGRAL - J PARA CARREGAMENTOS CÍCLICOS
Orientador: Dr. Arnaldo Homobono Paes de Andrade
RESUMO
Este trabalho apresenta um procedimento numérico para o cálculo da integral J
para carregamentos cíclicos, ∆J. Esta proposta permite prever o crescimento de trincas
nos casos em que estão presentes zonas plásticas extensas, situação na qual a teoria da
mecânica da fratura linear-elástica não pode ser aplicada. A quantidade ∆J, determinada
por meio da energia de deformação obtida da relação força versus deslocamento (P - δ),
leva em conta automaticamente as tensões e deformações residuais que ocorrem durante
eventos cíclicos. O sólido analisado é representado por uma chapa com trinca passante
central em estado plano de deformações, submetida à solicitações com amplitude
constante do tipo repetida (R = 0,0) e completamente reversa (R = -1,0). O material é o
aço inoxidável, cujo comportamento elasto-plástico é assumido com encruamento
cinemático. A solução do problema é obtida por meio da técnica dos elementos finitos,
sendo a curva P - δ gerada com o código ANSYS. Essa curva é empregada como dado de
entrada para o cálculo de ∆J, determinado numericamente com o método da quadratura
Gaussiana, com formulação implementada num programa desenvolvido pelo autor. Os
resultados indicam que mesmo em presença de carregamento elevado a resposta do
material pode ser prevista por meio da mecânica da fratura linear-elástica. Nesta pesquisa
é também investigada a diferença entre ∆J e ∆Jmon, o valor de J cíclico calculado usandose expressões para carregamentos monotônicos. A comparação entre esses dois
parâmetros mostra que o emprego de ∆Jmon é bastante conservador e, portanto, a
estimativa da propagação de trincas com ∆J como calculado aqui pode estender a vida útil
da maior parte dos componentes limitados por fadiga.