Um Procedimento Simplificado para a Análise de Tensões e Deformações em Eixos com Comportamento Elasto-Plástico - Rodrigues, Filipe de Castro (2003)
As cargas mecânicas em muitos elementos estruturais com variações abruptas de geometria (como eixos com entalhes) são freqüentemente tão altas que a tensão na região de maior concentração ultrapassa o limite de elasticidade. Em geral, no caso de estruturas metálicas com entalhes, os ciclos de carga induzem ciclos de deformação plástica no fundo do entalhe (podendo apresentar endurecimento ou amolecimento cíclicos), enquanto a maior parte do corpo deforma-se elasticamente. A determinação da tensão e da deformação inelástica no fundo do entalhe é fundamental para se fazer uma estimativa da vida útil do componente mecânico. A teoria da elasto-plasticidade cíclica pode ser bastante complexa do ponto de vista matemático havendo normalmente a impressão (nem sempre verdadeira) de que o custo da solução numérica deva ser bastante alto, já que exigiriam códigos sofisticados e pessoal adequado para o seu efetivo uso. O objetivo deste trabalho é apresentar uma técnica simples para estimar a tensão e a história de deformação inelástica na raiz do entalhe em um eixo metálico à temperatura ambiente sob carregamentos não monotônicos. Uma teoria de variável interna para elasto-plasticidade, que leva em conta o endurecimento induzido pela deformação cíclica, é considerada. A idéia principal é computar a tensão e deformação usando-se a teoria da elasticidade e aproximar a tensão e deformação real utilizando técnicas de projeção (regra Linear e regra de Neuber) e uma teoria de elasto-plasticidade adequada. Um código de uso amigável foi desenvolvido para simular diferentes tipos de problemas. Exemplos com carregamentos cíclicos em diferentes eixos entalhados são apresentados e analisados mostrando as principais características da metodologia proposta.