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GRUPO DE ESTUDOS SOBRE FRATURA DE MATERIAIS 
DEMET/EM/UFOP 
OURO PRETO - MG 
UFOP - CETEC - UEMG
FADIGA E FRATURA DE 
MATERIAIS METÁLICOS 
 
www.ufop.br/ 
demet/gesfram 
 
•  Carga horária : 45 horas. 
•  Horário: segunda-feira, 14:00h-17:00h 
•  Créditos : 03 
•  Caráter : optativa. 
•  Professor : Leonardo B. Godefroid. 
 Eng.Met. (UFOP-1980) 
 M.Sc. (IME/RJ-1983) 
 D.Sc. (COPPE/UFRJ-1993) 
Apresentação da disciplina 
http://lattes.cnpq.br/1995142616892313 
Estrutura do Curso 
FADIGA E FRATURA DE MATERIAIS METÁLICOS 
ANÁLISE DE FALHAS 
MECÂNICA DE 
FRATURA 
FADIGA 
ü  Análise de Falhas. 
ü  Tenacidade à Fratura e Mecânica de Fratura. 
ü  Mecânica de Fratura Elástica Linear. 
ü  Mecânica de Fratura Elasto-Plástica. 
ü  Aspectos Microestruturais relacionados com a 
Tenacidade à Fratura. 
ü  Introdução à Fadiga. 
ü  Fadiga sob Controle de Tensão. 
ü  Fadiga sob Controle de Deformação. 
ü  Aplicação da Mecânica de Fratura à Fadiga. 
 
Ementa 
1 
2 
3 
Análise de Falhas 
Primeira Parte: Falha de um Componente Estrutural 
 Definição de falha em uma estrutura – Razões para a falha de uma 
estrutura– O processo de falha – A Fratura – Funções da análise de 
falhas – Procedimento investigativo – Plano de controle de fratura – 
Filosofia “tolerância de danos” – A mecânica de fratura – A engenharia 
forense. 
 
Segunda Parte: Tipos de Falhas em Serviço 
 Introdução – Fratura de corpos de prova ensaiados em tração – 
Principais tipos de fratura monotônica – Fratura dúctil – Fratura 
semifrágil – Fratura frágil – Fratura intergranular – Fratura por fadiga 
–– Fratura por fluência – Fratura por corrosão sob tensão – Fratura por 
desgaste. 
 
Terceira Parte: Técnicas de Análise 
 Introdução – Primeiros passos – Análise química – Microscopia ótica – 
Microscopia eletrônica – Ensaios não destrutivos – Ensaios 
destrutivos. 
 
Quarta Parte: A condução da análise de falha 
Mecânica de Fratura 
Primeira Parte: Considerações gerais 
 Fratura: abordagem pela tradicional resistência dos materiais. 
 Fratura: abordagem pela Mecânica de Fratura. 
 
Segunda Parte: Mecânica de Fratura Elástica Linear 
 Aproximação pelo campo de tensões: KIC e KC. 
 Abordagem pelo balanço de energia: GIC e GC. 
 
Terceira Parte: Mecânica de Fratura Elastoplástica 
 Critério CTOD. 
 Critério da Integral J. 
 Curva de resistência. 
 
Quarta Parte: Considerações específicas 
 Tenacidade e microestrutura. 
 Fratura frágil revisitada: curva mestre. 
 Aplicação para juntas soldadas. 
 Integridade estrutural. 
Fadiga de Materiais Metálicos 
Primeira Parte: Considerações gerais 
 Caracterização do fenômeno. 
 Aspectos macroscópicos. 
 Aspectos microscópicos. 
 
Segunda Parte: Fadiga sob controle de tensões 
 Metodologia da curva S-N. 
 Efeito de diversas variáveis. 
 Ensaios mecânicos. 
 
Terceira Parte: Fadiga sob controle de deformações 
 Metodologia da curva ε-N. 
 Efeito de diversas variáveis. 
 Ensaios mecânicos. 
 
Quarta Parte: Aplicação da Mecânica de Fratura 
 Metodologia da curva da/dN-ΔK. 
 Efeito de diversas variáveis. 
 Ensaios mecânicos 
§  T.L.Anderson : Fracture Mechanics, 3nd Edition, CRC Press, 2005. 
§  R.W.Hertzberg : Deformation and Fracture Mechanics of Engineering 
Materials, 4th Edition, 1996, John Wiley & Sons. 
§  M.Janssen, J.Zuidema e R.J.H.Wanhill : Fracture Mechanics, 2nd Edition, 
2005, Spon Press. 
§  J.M.Barsom e S.T.Rolfe : Fracture and Fatigue Control in Structures, 2nd 
Edition, 1987, Prentice Hall. 
§  A.G.Atkins e Y.W.Mai : Elastic and Plastic Fracture, 1985, John Wiley & 
Sons. 
§  M.F.Kanninen e C.H.Popelar : Advanced Fracture Mechanics, 1985, 
Clarendon Press Oxford. 
§  D.Broek : Elementary Engineering Fracture Mechanics, 4th. Edition, 1986, 
M. Nijhoff Publ. 
§  D.Broek : The Practical Use of Fracture Mechanics, 1988, Kluwer 
Academic Publ. 
§  J.F.Knott : Fundamentals of Fracture Mechanics, 1981, Butterworths. 
Bibliografia 
§  A.F.Liu : Structural Life Assessment Methods, 1998, ASM. 
§  A. Saxena : Nonlinear Fracture Mechanics for Engineers, CRC Press, 1998. 
§  L.P.Pook : Linear Elastic Fracture Mechanics for Engineers, WIT Press, 2000. 
§  Fracture Mechanics, Applications and Challenges, ESIS Publ. 26, 2000, 
Elsevier. 
§  From Charpy to Present Impact Testing, ESIS Publ. 30, 2002, Elsevier. 
§  D.G.H.Latzko e outros : Post-Yield Fracture Mechanics, 2nd. Edition, 1984, 
Elsevier. 
§  V.J.Colangelo e F.A.Heiser : Analysis of Metallurgical Failures, 2nd. Edition, 
1987, Wiley & Sons. 
§  D.J.Wulpi : Understanding How Components Fail, 1993, ASM International. 
§  Handbook of Case Histories in Failure Analysis, Vol.1 & 2, 1992, ASM 
International. 
§  R.Phaal e C.S.Wiesner : Toughness Requirements for Steels, 1993, Abington 
Publishing. 
§  Ipiña, J.E.P., Mecánica de Fractura, Libreria e Editorial Alsina, Argentina, 2004. 
§  A.J.McEvily: Metal Failures, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2013. 
Bibliografia 
§  S.Suresh : Fatigue of Materials, Cambridge Univ. Press, 1991. 
§  J.Polak : Cyclic Plasticity and Low Cycle Fatigue Life of Metals, 
Elsevier, 1991. 
§  C.A.G.Moura Branco, A.A.Fernandes e P.M.S.T.Castro : Fadiga de 
Estruturas Soldadas, Fund. Calouste Gulbenkian, 1986. 
§  R.A.Smith : Fatigue Crack Growth, Pergamon Press, 1986. 
§  A.Carpinteri : Handbook of Fatigue Crack Propagation in Metallic 
Structures (in 2 vols.), 1994, Elsevier Science. 
§  R.I.Stephens : Case Studies for Fatigue Education, ASTM-STP 1250, 
ASTM, 1994. 
§  J.Schijve : Fatigue of Structures and Materials, 2001, Kluwer Academic 
Publishers. 
§  C.Bathias e J.P.Bailon : La Fatigue des Matériaux et des Structures, 1997, 
Hermes. 
§  Y.L.Lee, J.Pan, R.Hathaway e M.Barkey: Fatigue Testing and Analysis, 
Elsevier, 2005. 
§  C.Ruggieri: Mecânica de Fratura Elasto-Plástica – Fundamentos e 
Aplicações à Integridade Estrutural, ABM, 2013. 
Bibliografia 
§  L.C.Cândido, L.B.Godefroid e W.A.Morais: Análise de Falhas, ABM, 
2016, 16a Edição. 
§  L.C.R.Lopes, L.B.Godefroid e J.M.A.Rebelo: Fadiga de Materiais 
Metálicos, ABM, 1999, 3a Edição. 
§  L.B.Godefroid: Fundamentos de Mecânica de Fratura, ABM, 1999, 2a 
Edição. 
§  L.B.Godefroid: Ensaios Mecânicos de Fratura, ABM, 1997, 3a Edição. 
§  L.B.Godefroid: Aplicação da Mecânica de Fratura no Projeto Estrutural, 
ABM, 1995, 2a Edição. 
Bibliografia 
01) Análise de Falhas. 
02) Análise de Falhas. 
03) Tenacidade à Fratura e Mecânica de Fratura. 
04) Mecânica de Fratura Elástica Linear. 
05) Mecânica de Fratura Elástica Linear. 
06) Mecânica de Fratura Elasto-Plástica. 
07) Mecânica de Fratura Elasto-Plástica. 
08) Aspectos Microestruturais relacionados com a Tenacidade à Fratura. 
09) Ensaios de tenacidade à fratura 
10) Introdução à Fadiga. 
11) Fadiga sob Controle de Tensão. 
12) Fadiga sob Controle de Deformação. 
13) Aplicação da Mecânica de Fratura à Fadiga. 
14) Aplicação da Mecânica de Fratura à Fadiga. 
15) Ensaios de fadiga 
Calendário 
GESFRAM 
GEsFraM 
22/08/17 
ANÁLISE DE FRATURAS – 2006, 24h 
ANÁLISE DE FRATURAS: 2008, 24h 
ANÁLISE DE FRATURAS: 
2010, 24h – 5 cursos; 2011, 32h – 2 cursos 
MECÂNICA DE FRATURA: 2013, 32h – 1 curso 
ANÁLISE DE FALHAS: 2001-2016, 40h – 24 cursos 
MECÂNICA DE FRATURA: 1996, 1999, 40h – 2 cursos 
FADIGA DE MATERIAIS: 1996, 1997, 1999, 40h – 3 cursos 
ENSAIOS MECÂNICOS: 1995-1997, 40h – 3 cursos 
MECÂNICA DE FRATURA – 1994, 40h 
MECÂNICA DE FRATURA – desde 1985 
Prof. Dirceu Spinelli, Prof. Fathi Darwish, Prof. Fernando Bastian 
 USP PUC-RJ UFRJ 
Prof. K.K.Chawla 
IME 
Pioneiros da Mecânica de Fratura 
no Brasil,a partir da década de 1980. 
Para melhorar o desempenho de materiais 
 
 
 
 
nós precisamos de: 
Avaliação de 
materiais 
Melhoria de propriedades 
dos materiais 
Entender aspectos mecânicos 
•  Relações entre tensão e deformação no regime elástico; 
•  Elementos de teoria da plasticidade. 
Entender aspectos metalúrgicos 
•  Deformação plástica; 
•  Teoria de discordâncias; 
•  Mecanismos de endurecimento; 
•  Fratura. 
Placa 
Chapa 
Mudança de forma 
desejada 
Propriedades desejadas 
→ microestrutura correta 
Adaptação da capa do livro “Thermo-Mechanical Processing of Metallic Materials, 
B.Verlinden et alli, Elsevier, 2007. 
Avião COMET, 1954 
Avião da ALOHA, 1988 Comboio ferroviário na Alemanha, 1998 
Plataforma Alexander Kielland, 1980 
Liberty, 1941 
Ponte Point Pleasant, 1967 
FRATURA