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Artur Avelar Fadiga – Guia de procedimentos para análise de fadiga 02/2017 1 Artur Avelar 02/2017 2 Nomenclatura • N Número de ciclos • S Tensão • Sy Tensão de escoamento • Su Tensão de ruptura • Sus Tensão de resistência ao cisalhamento • Sn Limite de endurância • S’n Limite de resistência à fadiga do material • Sr Tensão completamente reversa Artur Avelar 02/2017 3 Concentração de tensão por fadiga 1 1f tK K q Fator de sensibilidade (Fig 8.24) Fator de concentração de tensão teórico (Figs cap 4) Fator de concentração de tensão por fadiga Resistência a fadiga é afetada por concentradores de tensão max f nomS K S Artur Avelar 02/2017 4 Categorias de problemas de fadiga • Carregamento completamente reverso; • Carregamento flutuante; • Carregamento composto; • Projeto de vida finita; • Dano cumulativo para vida finita. Artur Avelar 02/2017 5 Carregamento completamente reverso • Somente um carregamento (axial, flexão ou torção); • Tensão média é igual a zero; • Só é necessário o cálculo de Sn para baixo (10³) ou alto ciclo (10 6); • Se Kf > 1, o limite de endurância é Sn/Kf Artur Avelar 02/2017 6 Limite de endurância 'n n L G S R TS S C C C C C Fator de temperatura Fator de confiabilidade Fator de gradiente de tensão Fator de acabamento superficial Fator de carga Limite de resistência à fadiga do material Limite de Endurância Artur Avelar 02/2017 7 Limite de endurância Artur Avelar 02/2017 8 Limite de endurância Artur Avelar 02/2017 9 Carregamento flutuante • Somente um carregamento (axial, flexão ou torção); • Tensão média é diferente de zero; • Cálculo de tensões alternada e média; • Se Kf > 1, multiplicar Kf por Salt e Smed; • Cálculo de Sn; • Critérios de Soderberg, Goodman, Gerber e ASME-elíptica; • Linha de escoamento. Artur Avelar 02/2017 10 Carregamento flutuante min 2 máx alt S S S min 2 máx med S S S 1med alt y n s S S S S n Equação de Soderberg: 1med alt u n s S S S S n Equação de Goodman: 1med alt y y s S S S S n Equação da linha de escoamento: 2 1med alt u n s S S S S n Equação de Gerber 2 2 1med alt y n s S S S S n Equação da Asme-elíptica Artur Avelar 02/2017 11 Carregamento composto • Mais de um carregamento simultâneo; • Tensão média igual ou diferente de zero; • Cálculo de tensões alternada e média para cada carregamento; • Kf é diferente para cada carregamento; • Cálculo de tensões efetivas alternada e média; • Cálculo de Sn com fatores de CL e CG da flexão • Uso das tensões efetivas nos critérios de Soderberg, Goodman, Gerber, ASME-elíptica e linha de escoamento; 1 2 2 2 3 0,85 alt a e alt f f alt f f a f t alt t S S K S K K S 1 2 2 2 3e med f f med f f a med a f t med tS K S K S K S flexão axial torção Artur Avelar 02/2017 12 Projeto para vida finita Equação de Basquin: B RS AN 1 B RSN A ou Onde: 1 log 3 0,9 n u S B S 610 n B S A B RS AN Tensão completamente reversa: f E alt u R u E med K S S S S S Artur Avelar 02/2017 13 Dano cumulativo para vida finita Equação de Palmgren-Miner: 1 1 k i i i n N ou 31 2 1 2 3 ... 1k k n nn n N N N N • Dano cumulativo só é calculado para casos de vida finita; • Cada ciclo consome parte da vida total para aquele carregamento; • Tensões abaixo de S’n possuem N = ∞, logo não modificam a equação;
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