Investigação experimental dos efeitos de geometria e de carregamento sobre a distribuição dos valores de tenacidade à fratura por clivagem medidos na região de transição dúctil-frágil de um aço estrutural ferrítico. - Barbosa, Vitor Scarabeli (2019)
Este trabalho aborda uma investigação numérica-experimental sobre o comportamento à fratura por clivagem de um aço de alta resistência e baixa liga ASTM A572 Grau 50 usando corpos de prova SE(B) em configurações padronizadas e não padronizadas, incluindo a configuração PCVN não padronizada. O principal objetivo desse estudo é contribuir para o desenvolvimento de um procedimento de ensaio de tenacidade à fratura aplicável a geometrias SE(B) com distância entre apoios variável (S/W) e carregada sob configuração de flexão por 3 e 4 pontos. O objetivo secundário, mas não menos importante, é investigar os efeitos da geometria e do modo de carregamento sobre as distribuições dos dados de tenacidade à fratura medidas experimentalmente e suas implicações na caracterização da dependência da tenacidade em relação à temperatura baseada na metodologia da curva mestra. Com base nesses propósitos, é fornecido um novo e extenso conjunto de fatores plásticos eta (?p) aplicáveis às geometrias SE(B) não padronizadas para estimar os valores de tenacidade à fratura, incluindo a integral J e o parâmetro CTOD, medidos experimentalmente em termos de registros de carga e deslocamento. A fim de facilitar o contato com os demais protocolos de ensaios, é também fornecido um novo conjunto de fatores rotacionais plástico (rp) para determinar o CTOD baseado no modelo da rótula plástica. Os ensaios de tenacidade à fratura, realizados em diversas geometrias SE(B) com distância entre apoios variável (S/W) extraídas na direção transversal (T-L) de uma chapa de aço ASTM A572 Grau 50, fornecem os dados de tenacidade à fratura por clivagem em termos da integral-J medida no ponto de instabilidade, Jc. Os resultados experimentais mostram um potencial efeito da geometria do corpo de prova e do modo de carregamento sobre os valores de Jc, os quais podem ajudar a mitigar os efeitos da perda de restrição plástica frequentemente observada em corpos de prova de pequenas dimensões. A aplicação exploratória para determinar a temperatura de referência, T0, a partir da metodologia da curva mestra também fornece um suporte adicional para o uso de corpos de prova SE(B) não padronizados como uma alternativa geométrica nos procedimentos rotineiros de avaliação de tenacidade à fratura, incluindo o uso de corpos de prova de pequenas dimensões nas medições de tenacidade quando a disponibilidade limitada de material e a capacidade de carregamento da máquina são as principais preocupações.