Propagação de trincas nos modelos de Hudson e de Forman-Newman-de Koning, via método "Fast Crack Bounds"

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Machado Junior, Waldir Mariano
• Orientador(a): Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da
• Banca de defesa: Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da , Deus, Hilbeth Parente Azikri de , Silva Neto, João Morais da , Lima, Key Fonseca de , Gomes, Marcio Henrique de Avelar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Metais - Fadiga; Resistência de materiais - Testes; Materiais - Testes; Cálculos numéricos; Compostos metálicos; Metals - Fatigue; Strength of materials - Testing; Materials - Testing; Numerical calculations; Metallic composites
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4586

Em geral, uma parte significativa da vida de um componente mecânico ocorre com a propagação de trincas em fadiga. A Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) apresenta vários modelos de evolução que tentam predizer a vida sob fadiga. Esses modelos são classificados em: carregamento de amplitude de tensão constante (CATC) e carregamento de amplitude de tensão variável (CATV). Em geral, alguns desses modelos de propagação de trinca podem ser formulados como um problema de valor inicial (PVI). Este trabalho apresentou a extensão e adequação do método “Fast Crack Bounds” (FCB) para o estabelecimento das funções cotas, superior e inferior, para modelos de evolução do comprimento da trinca a carregamento variável. Os modelos estudados foram o de Hudson e o de Forman-Newman-De Koning (FNK). Esses modelos foram delimitados segundo os seguintes critérios: região de abrangência do modelo, ou seja, região I a III, simplicidade e difusão. Realizou-se, ainda, uma aplicação para a obtenção de uma solução numérica aproximada, a partir da média aritmética das cotas superior e inferior obtidas no método aplicado neste trabalho, quando não se conhece a lei de evolução. O desempenho do método FCB foi medido pelas funções do desvio relativo, dos erros relativos das médias das funções cotas e da razão dos tempos computacionais em relação a solução numérica pelo método de Runge-Kutta de quarta ordem (RK4), comparadas aos resultados experimentais encontrados nos trabalhos de Chang (1981), de Gróza e Váradi (2017) e de Dirik e Yalçinkaya (2016). Observou-se, para os modelos estudados que o método FCB apresenta uma aproximação satisfatória do comportamento da evolução da trinca.