FADIGA
Fadiga
•Concepto de Fadiga
•Ensaio de Fadiga
•Fatores de Influência
Fadiga
Os materiais, particularmente os
metais, quando submetidos a tensões
flutuantes ou repetitivas (esforços
cíclicos ), rompem-se a tensões muito
inferiores àquelas determinadas nos
ensaios de tração. (Cargas estáticas).
A ruptura que ocorre nessas
condições de esforço dinâmico é
conhecida como ruptura por fadiga.
Em estruturas e equipamentos como
pontes, aviões, veículos, entre outros,
quando submetidos a contínuos
esforços dinâmicos e vibrações, o
fenômeno da fadiga passou a
representar o 90% das falhas em
serviço de componentes metálicos.
Fadiga
Os materiais poliméricos e os
cerâmicos são também susceptíveis à
ruptura por fadiga. Na maioria das
vezes, não se considera a fadiga em
cerâmicos, pois esses materiais
costumam falhar em decorrência de
sua baixa tenacidade à fratura.
A falha por fadiga é particularmente
imprevisível pois acontece sem que
haja qualquer aviso prévio.
Fadiga
ENSAIO DE FADIGA
Consiste na aplicação de carga cíclica
em corpo-de-prova apropriado e
padronizado segundo o tipo de ensaio
a ser realizado.
Flexão Rotativa
Corpos de prova segundo a norma
ASTM (E1823, E1150, E466)
Fadiga
Fadiga
ENSAIO DE FADIGA
Flexão Rotativa
Fadiga
ENSAIO DE FADIGA
Tração – Compressão
Cisalhamento
Fadiga
RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA
(Curva σ – N ou Curva Wöhler)
Este ensaio é capaz de fornecer dados
quantitativos quanto às características
de um material ou componente
suportar por longos períodos, cargas
repetitivas e/ou cíclicas sem se
romper.
Os principais resultados do ensaio
são:
Limite de Resistência à Fadiga (σRf)
Resistência à Fadiga (σf)
Vida em Fadiga (Nf)
Os resultados do ensaio podem variar
devido a uma diversidade de fatores.
O ensaio pode ser dividido em Fadiga de
Baixo Ciclo (ruptura < 104 ciclos) e Fadiga
de Alto Ciclo (para os casos acima desse
limite)
Fadiga
RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA
(Curva σ – N ou Curva Wöhler)
Fadiga
RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA
(Curva σ – N ou Curva Wöhler)
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
A ruptura do componente em
serviço ocorre em 03 etapas
distintas:
- Nucleação da Trinca;
- Propagação Cíclica da Trinca
(Fenômeno Lento)
- Falha Catastrófica (Fenômeno
Rápido).
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
Nucleação da Trinca:
Regiões de alta concentração
de tensões.
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
Nucleação da Trinca:
Defeitos de Superfície.
(Ranhuras, pequenas trincas
de usinagem, mau
acabamento superficial, etc.)
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
Nucleação da Trinca:
Defeitos na Microestrutura
(Inclusões, porosidade acentuada,
defeitos de solidificação, pontos de
corrosão, etc)
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
Propagação Cíclica da Trinca:
Devido à concentração local da
tensão causada pelos mecanismos
antes citados, ocorre uma
deformação plástica cíclica causada
pela, mesmo com tensão nominal
abaixo do limite elástico.
Fadiga
FRATURA EM FADIGA
Ruptura Catastrófica:
Durante o período de serviço o
componente encontra-se sujeito a
mudanças abruptas de carga de
fadiga. Essas mudanças registramse na macroestrutura da superfície
de fratura através de marcas que
recebem o nome de “Marcas de
Praia”.
Fadiga
FATORES DE INFLUÊNCIA NA
RESISTÊNCIA EM FADIGA
Efeitos Superficiais:
Rugosidade da superfície;
Variações na resistência à fadiga na
superfície (tratamentos superficiais);
Variações na tensão residual da
superfície.
Fadiga
FATORES DE INFLUÊNCIA NA
RESISTÊNCIA EM FADIGA
Fatores de Projeto:
Qualquer marca ou descontinuidade
geométrica pode agir como um
concentrador de tensões e como
ponto potencial de inicio de uma
trinca de fadiga (furos, rasgos de
chaveta, etc.)
Fadiga
FATORES DE INFLUÊNCIA NA
RESISTÊNCIA EM FADIGA
Ambiente:
Ataque químico (Fadiga por
Corrosão).
Fadiga
CURIOSIDADE
:Tensão de Resistência
à Fadiga
:Tensão de escoamento
:Fator de acabamento
:Fator de entalhe