Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Machado Junior, Waldir Mariano
• Orientador(a): Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da
• Banca de defesa: Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da, Silva Neto, João Morais da, Nascimento, Eduardo Mauro do, Borges, Paulo César
• Tipo de documento: Dissertação
• 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; Materiais - Testes; Engenharia; Engenharia mecânica; Metals - Fatigue; Strength of materials; Materials - Testing; Engineering; Mechanical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1640

Uma parte significativa da vida de um componente mecânico pode ocorrer com a propagação de trincas em fadiga. Atualmente, dispõe-se de vários modelos matemáticos para descrever o comportamento do crescimento da trinca. Esses modelos são classificados em duas categorias em termos da amplitude de tensão: constante (CAC) e variável (CAV). Em geral, esses modelos de propagação são formulados como um problema de valor inicial (PVI) e, a partir disso, a curva de evolução da trinca é obtida através da aplicação de um método numérico. Nesta dissertação apresentou-se a aplicação da metodologia “Fast Bounds Crack” para o estabelecimento das funções cotas superior e inferior para modelos de evolução do tamanho de trinca. O desempenho desta metodologia foi avaliado através do desvio relativo e tempo computacional, em relação às soluções numéricas aproximadas obtidas pelo método de Runge-Kutta de 4º ordem explícito (RK4). Atingiu-se um desvio relativo máximo de 5,92% e o tempo computacional foi, para os exemplos resolvidos, 130000 vezes superior ao tempo obtido pelo método do RK4. Realizou-se, ainda, uma aplicação de Engenharia para a obtenção de uma solução numérica aproximada, a partir da média aritmética das cotas superior e inferior obtidas na metodologia aplicada neste trabalho, quando não se conhece a lei de evolução. O erro relativo máximo encontrado nessa aplicação foi de 2,08% o que comprova a eficiência da metodologia “Fast Bounds Crack”.