Análise de Falhas -  Cap. V-3
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Análise de Falhas - Cap. V-3

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Prof. Luiz Cláudio Cândido

ANÁLISE DE FALHAS

(Parte V-3)

Prof. Leonardo Barbosa Godefroid

candido@em.ufop.br leonardo@demet.em.ufop.br

METALURGIA MECÂNICA

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO

Universidade Federal de Ouro Preto

Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais

Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br

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Análise de Falhas

PARTE II – Técnicas de Análise
CAPÍTULO CINCO:

Primeiros passos em uma Análise de Falhas

5.1 – Início de uma análise de falha

5.2 – Análise macroscópica

5.3 – Ensaios não destrutivos

5.4 – Análise química

Capítulo Cinco:

Primeiros passos em uma Análise de Falhas

5.3 – Ensaios não destrutivos

5.3.1 - Líquidos penetrantes

5.3.2 - Partículas magnéticas e Correntes parasitas

5.3.3 - Exames radiológicos

5.3.4 - Ultrasonografia

5.3.5 - Medição experimental de tensões

5.3.6 - Ensaio de estanquidade

5.3.7 - Emissão acústica

5.3.8 - Termografia infravermelha

5.3.6 - Análise numérica de tensões

5.3 – Ensaios não destrutivos

 Verificar a correspondência entre possíveis descontinuidades (e/ou
defeitos) com a falha ocorrida;

 Verificar as características dos danos gerados: tipo, tamanho,
localização e abrangência,etc;

 Procedimentos auxiliares, na análise de falha, para a determinação,
por exemplo, da melhor posição de amostragem de um componente
falhado.

Os ensaios não destrutivos são ferramentas auxiliares na determinação da
causa de falha de estruturas.

5.3.1 – Líquidos penetrantes

Etapas genéricas do processo de análise por líquidos penetrantes.

5.3.1 – Líquidos penetrantes

Etapas genéricas do processo de análise por líquidos penetrantes.

5.3.1 – Líquidos penetrantes

5.3.1 – Líquidos penetrantes

5.3.1 – Líquidos penetrantes

5.3.2 – Partículas Magnéticas e Correntes Parasitas

Princípio de funcionamento da técnica de

partículas magnéticas.

Representação esquemática do funcionamento da técnica de

partículas magnéticas em uma tubulação.

5.3.2 – Partículas Magnéticas e Correntes Parasitas

Aplicação da técnica de partículas magnéticas em um gancho de guindaste.

5.3.2 – Partículas Magnéticas e Correntes Parasitas

Princípio de funcionamento da técnica de correntes parasitas.

5.3.3 – Exames Radiológicos

Princípio de funcionamento da análise por raios-X. Exemplo de uso desta técnica para a avaliação do

nível de descontinuidades em uma peça fundida.

5.3.3 – Exames Radiológicos

Aspecto externo da superfície de uma placa de um material

compósito reforçado com fibras de carbono

(a figura representa uma área de 35x35mm na amostra)

A mesma fratura observada por meio de radiografia.

5.3.4 – Ultrasonografia

Representação esquemática do funcionamento da técnica de ultrasonografia.

5.3.4 – Ultrasonografia

Esquema de realização de um ensaio de ultrasonografia.

Medição Experimental de Tensões/Deformações
Técnica da fotoelasticidade

Medição Experimental de Tensões/Deformações

Medição Experimental de Tensões/Deformações

Medição Experimental de Tensões/Deformações

(a) Exemplo de um corpo de prova que foi recoberto com um padrão geométrico (círculos de

diâmetro conhecido) e posteriormente estampado; (b) um possível método da medição das

deformações pela avaliação das mudanças geométricas no padrão impresso sobre a peça

estampada.

Medição Experimental de Tensões/Deformações

Esquemas das tensões atuantes e possíveis

falhas que podem ocorrer durante a

estampagem de chapas de aço.

Ensaio de estanquidade

Montagem genérica para testes de estanquiedade de vasos de pressão.

Ensaio de estanquidade

Ensaio de estanquidade

Antes do ensaio Depois do ensaio

Emissão acústica

e Análise de vibrações

Representação esquemática do funcionamento da técnica de emissão acústica.

Emissões acústicas são ondas de

tensão produzidas pela movimentação

repentina em materiais tensionados.

A técnica consiste na avaliação de

diferentes tipos de dano, que liberam

diferentes sons ao serem gerados,

através de um sensor acoplado ao

material.

O sensor detecta o momento, a

intensidade e a frequência do som

gerado e, assim, permite o

conhecimento do momento de geração

do dano, da quantidade de danos

gerados e o tipo de dano gerado.

Termografia infravermelha

Câmera infravermelha industrial para inspeção e a sua utilização prática

Termografia infravermelha

Exemplo de utilização da inspeção infravermelha para verificar a ocorrência de um mau contato em uma

conexão elétrica.

Utilização da técnica de termografia infravermelha para avaliação das condições de operação de uma válvula

de gaveta.

Utilização da técnica de termografia infravermelha para medição do nível de água dentro de um reservatório.

Análise Numérica de Tensões

(a) Exemplo do estudo de uma junta Cardan por meio de Elementos Finitos; (b) resultado do modelamento

bidimensional de uma junta estrutural, onde as diferentes tonalidades correlacionam o nível de tensão

presentes (resultante de Von Mises).

(a) (b)

Análise Computacional de Tensões

Tensão principal 1 na região

do raio de concordância .

Análise Computacional de Tensões

Falha da estrutura de um transportador de correia cuja causa primordial foi a fratura frágil de um componente

soldado.

Análise Computacional de Tensões

(caso da correia transportadora)

A análise por elementos finitos revelou grande severidade de tensões atuantes.

Análise Computacional de Tensões

Simulação de tensões que ocorrem em um parafuso que sofre um torque e uma tensão normal pré-

determinadas.

Análise

Computacional de

Tensões

Ábaco para determinação da concentração

de tensões que ocorre em uma geometria

similar ao parafuso simulado por

elementos finitos.

Objetivo da análise de tensões segundo metodologia da

Mecânica de Fratura

Intensidade de tensão K1 menor do que a crítica do material
K1c ou ao parâmetro elastoplástico (CTOD, J1c)

Determinação do K para avaliar a vida na propagação de
uma trinca por fadiga.

Resumo dos métodos não destrutivos

Resumo dos métodos não destrutivos