Previsão da vida à fadiga das barras de aço CA 50 temperadas e revenidas por meio do modelo de Tanaka e Mura

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Siqueira, Thais Elenize de
• Orientador(a): Nunes, Marina Rocha Pinto Portela
• Banca de defesa: Gomes, Francisco Augusto Aparecido , Alves, Lucas Máximo , Nunes, Marina Rocha Pinto Portela
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Pato Branco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos-Graduação em Engenharia Civil
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Metais - Fadiga; Barras de aço; Análise estrutural (Engenharia); Metals - Fatigue; Steel bars; Structural analysis (Engineering)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4975

O fenômeno da fadiga é uma das principais causas de danos em pontes de concreto armado a longo prazo. Nessas estruturas, as barras de aço são determinantes na resistência quando o concreto está em boas condições. O envelhecimento das pontes associado ao crescente volume e carga de tráfego, torna fundamental um bom entendimento do comportamento à fadiga desses elementos. Entretanto, os métodos atuais para análise de segurança à fadiga baseiam-se em metodologias conservadoras para novas estruturas ou sobre um conhecimento incompleto do desempenho das barras de aço. Nesse contexto, esta pesquisa buscou contribuir para o estudo da fadiga em barras de aço CA-50 temperadas e revenidas, um dos tipos de barras encontradas em pontes. Para isso, foi desenvolvido um modelo micromecânico 2D estocástico para previsão da vida à fadiga, com base no modelo de iniciação de Tanaka e Mura para componentes metálicos. No modelo, apenas a fase de iniciação da trinca foi considerada. Como a fase de iniciação pode consumir uma significante parte da vida à fadiga, aspectos da microestrutura, como fase, geometria e orientação dos grãos foram considerados, e ainda a coalescência das microtrincas. O Método de Elementos Finitos foi utilizado para avaliar o campo de tensões nos grãos durante a iniciação e propagação das microtrincas. As simulações foram realizadas para três geometrias de barras. A propagação da trinca, a nível microestrutural, foi considerada ao longo de bandas deslizantes e em função da energia de deformação acumulada, do carregamento e da energia de superfície da microestrutura. Os resultados mostraram que o modelo proposto foi capaz de descrever a iniciação e propagação das microtrincas nas barras de aço com boa concordância com resultados experimentais da literatura. O modelo também foi capaz de prever a vida à fadiga das barras temperadas e revenidas no regime de altos ciclos de fadiga e a dispersão experimental.