2017823 192926 Teoria+da+Fadiga 01 R01

Prévia do material em texto

Prof.º José Eduardo Salgueiro Lima
Teoria da Fadiga - 0328
Introdução 1
Objetivos:
Situar historicamente o fenômeno da fadiga no geral e especificamente na aeronáutica
Sistema de avaliação semestral
Avaliações
Notas
Histórico
 ~ 1500, Itália:
Experimentos de Leonardo Da Vinci com arames de ferro. Resistência variava inversamente com o comprimento.
1837, Alemanha: 
Primeiros resultados de testes de fadiga são publicados por W. A. J. Albert, que investigava falhas em correntes de transmissão de cargas em minas.
 1853, França: 
Morin recomenda a troca dos eixos de carroça a cada 60000 km. Nasce o conceito “safe life”.
 Séc. XIX, Grã-Bretanha: 
média de 200 fatalidades/ano entre 1860 e 1870 em acidentes ferroviários causados por falhas em eixos de locomotivas e vagões.
6
 1860, Alemanha: 
 August Wöhler publica o primeiro de uma série de trabalhos com suas investigações sobre fadiga de eixos de veículos ferroviários a partir de ensaios de flexão rotativa. 
 A amplitude de tensões era considerada o parâmetro fundamental para determinação de vida em fadiga, mas já então o efeito das tensões médias de tração era reconhecida.
 Wöhler é considerado o “Pai da Fadiga”.
Histórico
7
Método S-N
Esquema da máquina de ensaios de flexão rotativa utilizada por Wöhler
CDPs
8
1940+, EUA: 
 25% da frota de navios Liberty (1289 navios), fabricados durante a segunda guerra, sofreram fraturas no casco (região de soldas)
 Alguns quebraram em questão de segundos (fratura frágil)
 Vários fatores contribuíram para estes acidentes: falhas de projeto, má qualidade das soldas, seleção de material inadequada
Histórico
9
Histórico
10
Histórico
 10-Jan-1954: 
Aeronave Comet I (De Havilland, Inglaterra), primeiro jato comercial de passageiros da história, explodiu no ar a 30 mil pés de altitude sobre o mar mediterrâneo. 
Aeronave havia operado em 1286 vôos pressurizados e 3680 horas de vôo;
Após revisão, frota volta a operar. 
Em abril, outro acidente semelhante aconteceu em Nápoles.
11
Histórico
Comet I (De Havilland – Inglaterra)
12
INVESTIGAÇÃO DOS ACIDENTES
teste de pressurização na fuselagem de uma aeronave previamente em operação
1230 vôos pressurizados antes do teste
Após 1830 ciclos de pressurização (total:3060)  FALHA NA FUSELAGEM 
Histórico
13
CAUSAS IDENTIFICADAS:
 falha por fadiga estrutural,devida a propagação instável de uma trinca na fuselagem
 início da falha em furos de rebites localizados junto ao canto das janelas
OS ACIDENTES DAS AERONAVES COMET INTRODUZIRAM O ASSUNTO 
“FADIGA” NO DIA-A-DIA DOS ENGENHEIROS AERONÁUTICOS!
Histórico
14
 1969, EUA :
 Apesar dos avanços nas técnicas de análise “safe life” e do advento da filosofia de projeto “fail-safe”, um F-111 falha com apenas cerca de 100 horas de vôo. 
Causa: defeito de fabricação no pino de conexão asa-fuselagem;
 USAF determina o início dos estudos sobre estruturas tolerantes ao dano;
 1974, EUA : publicada a norma MIL-A-83444, definindo a filosofia DTA (Damage Tolerance Analysis) como mandatória para todas as aeronaves operadas pela USAF.
Histórico
15
Histórico
 Abril de 1988: 
Boeing 737, da Aloha Airlines, sofre espetacular ruptura da parte superior da fuselagem durante vôo
Piloto consegue pousar com segurança
Apenas uma vítima fatal
Estrutura remanescente com margem de segurança estimada inferior a 1%
MSD (Multi-Site Damage) e WSFD (Wide Spread Fatigue Damage) passam a ser investigados em detalhes
16
Histórico
 Ainda em 1988: 
Acidente com F-5F, Willians AFB, mata instrutor e aluno
1991: 
USAF propõe estudo DTA para todos os operadores de F-5
 1993/1994: 
Brasil participa do F-5 FMS DADTA update
17
Histórico
 1998: 
FAB adota oficialmente DTA como filosofia para definição de vida em fadiga de suas aeronaves
Realizações do Grupo de Fadiga do IAE
DTA F-5 - 1994
DTA Xavante - 2001
DTA T-25 - 2005
18
Próximo ao laboratório de Ensaios Estruturais
Ensaios em Vôo 
Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA)
Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE)
Divisão de Sistemas Aeronáuticos (ASA)
Subdivisão de Integridade Estrutural
Grupo de Integridade Estrutural da FAB
19