Unidade 4 Carga Variada Fadiga

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    1/82

    FALHA POR FADIGACARGA VARIADA

    MECNICA DOS SLIDOS IIIProf. Marcelo Cavalcanti Rodrigues

    1

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    2/82

    2

    AORDA!EM

    ". M#todos de vida so$ %adiga&'. Resist(ncia a %adiga e Li)ite de Resist(ncia a %adiga&

    Grfco resistncia x vida (!"#$*. %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia a %adiga&,. Concentra-o de /enso e Sensi$ilidade a Ental0e&1. /ens2es %lutuantes&3. Co)$ina-o de Modos de Carrega)ento.

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    3/82

    %ADI!A4444A%&'as )essoas con*'nde o ecaniso de *adi&a co cansa+o o'exa'st,o- e re)ete *re.'enteente .'e ta% )e+a ro)e' )or .'e oateria% estava *adi&ado$

    Fadi&a / ' ecaniso de de&rada+,o .'e se ani*esta na *orade trincas e )or conse.0ncia *rat'ra )e+as e e.'i)aentos devido acar&as re)etidas (cc%icas#$x3 ixos- o%as- en&rena&ens- venti%adores- etc$

    Os e%eentos .'e o)era so4 tens5es constantes o' co varia+5es)o'co *re.0entes tais coo a aioria dos tan.'es- vasos de )ress,oe t'4'%a+5es 's'a%ente n,o so*re *adi&a$

    6'ando 'a )e+a ro)e )or *adi&a / )or .'e a .'antidade de cic%os

    de tens,o s')ero' se' li)ite de resist(ncia- n,o )or.'e o ateria%estava 7cansado7$

    8

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    4/82

    9

    CARGA:;:ICA LI

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    5/82

    ?

    De ' odo &era% )ara .'e ocorra *adi&a / necessrio .'e trs

    *atores se@a a)%icados @'ntos3 so%icita+5es dinicasB so%icita+5es de tra+,oB de*ora+,o )%stica$

    A *a%a )or *adi&a ocorre devido a n'c%ea+,o e )ro)a&a+,o de

    de*eitos e ateriais devido a cic%os a%ternados detens,oEde*ora+,o$

    Inicia%ente as tens5es cisa%antes )rovoca ' escoaento%oca%iado &erando intr's5ese extr's5esna s')er*cieB isto a'entaa concentra+,o de tens5es dando ori&e a 'a descontin'idade

    inicia%$

    ; edida .'e esta descontin'idade vai fcando ais 7a&'da7 aesa )ode coe+ar a )ro)a&ar &erando 'a 7trinca de *adi&a7c'@o taano a'entar )ro&ressivaente at/ a *rat'ra doco)onente$

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Intrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Intrus%C3%A3o
  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    6/82

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    7/82

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    8/82

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    9/82

    J

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    10/82

    1K

    Pro)a&a+,o e incio da trinca e *a%a )or *adi&a

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    11/82

    11

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    12/82

    ". M#todos da 5ida so$ %adiga

    xiste trs /todos *'ndaentais )ara estiar a vida so4 *adi&a'sados e )ro@etos3

    a6 M#todo da vida so$ tenso&$6 M#todo da vida so$ defor)a-o&c6 M#todo da )ec7nica da fratura linear el8stica&

    :ais /todos )redie a vida e nero de cic%os ("# at/ aocorrncia da *a%a$

    O$s9A vida de 1 M " N 1K8cic%os / caada de fadiga de baixo cicloe a fadiga de alto ciclosocorre e " 1K8cic%os$

    12

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    13/82

    ". M#todos da 5ida so$ %adiga :M#todo da vida so$ tenso6

    A vida so4 *adi&a / deterinada e aostras .'e s,o s'4etidas a*or+as re)etidas o' variveis de a&nit'des es)ecifcadas- ondecic%os e invers5es s,o contados at/ a s'a destr'i+,o$ti%ia!se a a.'ina de vi&a rotativa de a%ta ve%ocidade de R$ R$

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    14/82

    ". M#todos da 5ida so$ %adiga :M#todo da vida so$ tenso6

    A ordenada do dia&raa !" / denoinada de resistncia fadigaSf.

    Diagra)a Sialco)=leta)ente inversa. A-o nor)ali?ado& Sut@ ""3 =si& )8>i)o Sut@ "'1 =si.

    O &rfco acia @aais se torna orionta% )ara etais n,o S *errosos o' %i&as-neste caso esses ateriais n,o te %iite de resistncia *adi&a$

    Limite de resistnciaa fadiga ou limite de

    fadiga Se

    19

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    15/82

    '. Li)ite de Resist(ncia

    Para estiar os %iites de resistncia

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    16/82

    '." Resist(ncia B %adiga

    Pode!se ent,o tra4a%ar co a e.'a+,o .'e a@'sta a c'rva daResistncia a Fadi&a 'sando

    Sf= aNb (1#

    e .'eN / o nero de cic%os at/ a *a%a e as constantes ae bs,odefnidas )e%os )ontos "*- (Sf)103 - e "3- Seco (Sf)103= f Sut$ Lo&oo4t/ os ex)oentes3

    (2#

    (8#

    Onde f/ a *ra+,o de Sut$

    H a@'stes de c'rva co f tratado coo 'a constante- nora%enteK$J- as variando co Sut$Sut

    =si3 "' '

    f K-J8 K- K-2 K-

    1

    ( )

    e

    ut

    S

    fSa

    2

    =

    =

    e

    ut

    S

    fSb log3

    1

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    17/82

    '." Resist(ncia B %adiga

    e 'a tens,o co)%etaente invertida a *or )rovida-esta4e%ecendo S

    f

    = a

    na e.$ (1#- o nero de cic%os " at/ a *a%a /3

    (9#

    A *adi&a de 4aixo cic%o / defnida coo 'a *a%a .'e ocorre e' interva%o de 1N103cic%os$

    '.' %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia

    a4e!se .'e 'a aostra 'sada e %a4oratUrio )ara deterinar os%iites de resistncia / )re)arado co 'ito c'idado e ensaiado so4condi+5es contro%adas$

    "a )rtica a%&'ns *atores inQ'encia no %iite de resistncia a*adi&a e3a)!aterial3 co)osi+,o- etcBb)!anufatura3 /todo- trataento t/rico- corros,o )or

    icroa4ras,o- condi+,o de s')er*cie- concentra+,o de tens,oBc)"mbiente3 corros,o- te)erat'ra- estado de tens,o- etcB

    d)#ro$eto3 taano- *ora- vida- estado de tens,o- concentra+,o detens,o$

    1

    b

    a

    aN

    /1

    =

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    18/82

    1

    '." Resist(ncia B %adiga

    Coo a)resentado na f&'ra a4aixo- a re&i,o de 4aixo cic%o )arte de"1 at/ $

    "essa re&i,o a resistncia a*adi&a / sensive%ente enor.'e a resistncia a tra+,o $a a)roxia+,o *oi dada )or

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    19/82

    1J

    cic%os-

    Onde * / a *ra+,o de re)resentado )or $ Reso%vendo )ara *

    Para a+os co )ode!se 'sar3

    o'

    Para deterinar 4- s'4stit'a o %iite de resistncia e o cic%ocorres)ondente- - assi

    Assi conece!se a e.'a+,o

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    20/82

    2K

    x3 a+o 1K?K HR te resistncia a tra+,o 't 1K? T)si e 'a resistncia aoescoaento de K T)si$

    a# stie o %iite de resistncia de vi&a rotativa a 1Kcic%osB4# stie a resistncia )ara ' es)/cie de vi&a rotativa )o%ido corres)ondendo a 1K9

    cic%os at/ a *a%aB

    c# stie a vida es)erada so4 'a tens,o co)%etaente invertida de ?? T)si$

    OLWXOd# Coo Sut 10% &'siY 1&'si$

    e# Para N 10at/ a *a%a$

    Co a Se See Ne 10*cic%os$

    nt,o a *ra+,o fde Sutre)resentada )or (Sf)103cic%os /3

    Portanto a resistncia a *adi&a * )ara " 1K9cic%os /3

    c# " Z Para a= %% &'si.

    kpsiSS ute 9,52)105(504,0504,0' ===

    kpsiSutF 1555010550' =+=+=

    0741,0)10.2log(

    )9,52/155log(

    )2log(

    )/'log(

    6 ==

    =

    e

    eF

    N

    Sb

    840,0)10.2(105

    155)10.2(

    ' 0741,033 === b

    ut

    F

    Sf

    ( )kpsiS

    fS

    ae

    ut

    1,1479,52

    ))105(840,0( 22

    === 0740,09,52)105(840,0

    log3

    1

    log3

    1

    =

    =

    = eut

    S

    fS

    b

    kpsiS

    NS

    f

    f

    4,74)10(1,147)(

    1,147

    0740,04

    10

    0740,0

    4 ==

    =

    ciclosN )10(9,55938101,147

    55 50740,0/1

    ==

    =

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    21/82

    '.' %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia

    Fora identifcados *atores .'e .'antifca os e*eitos de condi+,ode s')er*cie- taano- carre&aento- te)erat'ra- etc$

    A e.'a+,o de

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    22/82

    22

    '.' %atores Modi+cadores do Li)ite de Resist(ncia

    '.'." %ator de su=erfFcie a

    O *ator de odifca+,o de)ende da +ualidade de acabamento da'e,a real- e da resistncia a tra,o do material$

  • 7/21/2019 Unidade 4 Carga Variada Fadiga

    23/82

    28

    '.'.' %ator de /a)an0o kb

    O *ator de :aano *oi ava%iado 'sando 188 con@'ntos de )ontos dedados$ Os res'%tados )ara Ge>o e tor-o )ode ser ex)ressocoo3

    (#

    Para carrega)ento a>ial no 08 efeito de ta)an0o- &b=1$O .'e *aer .'ando 'a 4arra redonda e Qex,o n,o est rodando-o' .'ando 'a se+,o transversa% n,o!circ'%ar / 'sada$x3 .'a% / o *ator de taano )ara 'a 4arra de de es)ess'rae 9K de %ar&'raZ

    Res)osta3 \dimenso efeti/a de\ .'e / o4tida i&'a%ando o vo%'e doateria% tensionado- e acia de J?] da tens,o xia ao esovo%'e e ' es)/cie de vi&a rotativa$ Para 'a se+,o circ'%ar&irando- a rea de tens,o de J?] / a rea e ' ane% tendo 'dietro externo d e ' dietro interno de K-J?d- assi3

    (#