FADIGA METÁLICA

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FADIGA METÁLICA 
A palavra fadiga foi introduzida nos anos de 1840 e 
1850 para descrever 
falhas que ocorrem por esforços repetitivos, e tem 
sido utilizada continuamente como 
referência para estes tipos de falha. 
• Uma causa comum de fratura é a provocada 
pela fadiga, tipo de falha devida a cargas 
repetidas, e que é responsável por noventa 
por cento, ou mais, das falhas por causas 
mecânicas. Em geral, uma ou mais trincas 
pequenas surgem no material, podendo 
crescer até que ocorra falha completa. 
• O comportamento de um material que está 
submetido à fadiga pode ser visto de forma 
simplificada através de duas fases 
predominantes: 
• 1º Iniciação da trinca; 
• 2º Propagação da trinca ou crescimento 
subcrítico da trinca 
• Essas fases podem ocorrer separadamente ou 
simultaneamente, conforme a aplicação de 
cargas, o material utilizado e a formação 
geométrica da peça ou componente envolvido. 
• Se o número de repetições (ciclos) do 
carregamento for grande, da ordem de 
milhões, então a situação é dita fadiga de alto 
ciclo. 
• Por outro lado, fadiga de baixo ciclo é causada 
por um número relativamente pequeno de 
ciclos, cerca de dezenas, centenas, ou 
milhares. 
• Prever essas situações que provocam falha de 
componentes e produtos tornou-se muito 
importante para o conhecimento da 
durabilidade da peça. 
Fatores que afetam a resistência à 
fadiga: 
• Geometria: Pode provocar concentrações de 
tensões, elevando tensões locais a níveis 
extremamente altas e gerando gradientes de 
tensões; 
• Carregamento: A variação da carga atuante é um 
fator complexo para se avaliar quando se trata do 
limite de fadiga de um componente. Nesses 
casos, para se estudar a fadiga, é necessário 
conhecer, da melhor forma possível, as cargas 
que estão atuando no objetode estudo 
• Fabricação: Os processos de fabricação podem 
provocar aparecimento de falhas nas superfícies 
das peças, assim como alterar, erroneamente, a 
geometria das mesmas, causando concentrações 
de tensões e provocando o aparecimento de 
tensões residuais inconvenientes. 
• Meio: A ação de um meio agressivo, corrosivo, à 
peça, combinado com o fato do material estar 
sujeito à tensões de tração na sua superfície de 
contato, pode gerar um fenômeno conhecido 
como Corrosão Sob Tensão (CST) 
• A concentração de tensões não pode ser 
evitada no projeto de estruturas e em 
componentes de engenharia onde os entalhes 
estão presentes. Portanto devem ser 
avaliados. 
 
 Fratura Dúctil X Fratura Frágil 
Curvas S-N ou curvas de Wöhler 
Exemplos de falhas por fadiga: 
Foto do avião “de Havilland Comet” 
• O avião Comet de origem inglesa, foi o primeiro 
avião comercial propulsionado por motores a jato 
fabricado no mundo. 
• O acidente ocorreu devido ao desgaste na 
fuselagem que trincou a ponta de uma das 
janelas, trincas estas de dimensões inferiores a 
0,07 in de comprimento, que geraram elevadas 
concentrações de tensão o que desencadeou a 
tragédia (desde então tanto as portas como as 
janelas dos aviões são feitos em formatos 
arredondados nas pontas). 
• Acredita-se que essas falhas do Comet também 
custaram ao Reino Unido a perda de liderança no 
segmento da indústria comercial deaeronaves 
para os EUA o que é mantida até hoje. 
23.5 Estado limite último de fadiga 
23.5.1 Ações cíclicas 
A fadiga é um fenômeno associado a ações dinâmicas repetidas, 
que pode ser entendido como um processo de modificações 
progressivas e permanentes da estrutura interna de um material 
submetido a oscilação de tensões decorrentes dessas ações. 
 
Não são tratadas nesta Norma as ações de fadiga de alta 
intensidade, capazes de provocar danos com menos de 
20 000 repetições. 
 
As ações de fadiga de média e baixa intensidade e número de 
repetições até 2 000 000 de ciclos são consideradas nas disposições 
estabelecidas nesta seção. Para a consideração do espectro de 
ações, admite-se que podem ser excluídas aquelas de veículos com 
carga total até 30 kN, para o caso de pontes rodoviárias. 
23.5.2 Combinações de ações a considerar 
Embora o fenômeno da fadiga seja controlado pela acumulação do 
efeito deletério de solicitações repetidas, a verificação da fadiga pode 
ser feita considerando um único nível de solicitação, expresso pela 
combinação freqüente de ações (ver seção 11), dada a seguir: 
23.5.3 Modelo de cálculo 
Para verificação da fadiga, seja do concreto ou do aço, os esforços 
solicitantes podem ser calculados em regime elástico. 
 
O cálculo das tensões decorrentes de flexão composta pode ser feita 
no estádio II, onde é desprezada a resistência à tração do concreto. 
 
O cálculo das tensões decorrentes da força cortante em vigas deve 
ser feito pela aplicação dos modelos I ou II, conforme 17.4.2.2 e 
17.4.2.3, respectivamente, com redução da contribuição do concreto, 
como segue: 
− no modelo I o valor de Vc deve ser multiplicado pelo fator redutor 
0,5; 
− no modelo II a inclinação das diagonais de compressão, θ, deve ser 
corrigida pela equação: 
23.5.4 Verificação da fadiga do concreto 
23.5.4.1 Concreto em compressão 
Essa verificação para o concreto em compressão é satisfeita se: 
23.5.5 Verificação da fadiga da armadura 
Essa verificação é satisfeita se a máxima variação de tensão 
calculada, Δσs, para a combinação freqüente de cargas 
satisfaz: