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