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Dissertação

{pt_PT=Avaliação do Dano Acumulado em Fadiga Multiaxial Aleatória} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Em diversas circunstâncias os sistemas e componentes mecânicos podem estar sujeitos a carregamentos complexos sem um padrão definido ao longo do tempo. Estes carregamentos podem ser de amplitude de tensão variável e actuar em mais do que uma direcção. A multiaxialidade e a variação de amplitude destes carregamentos provocam uma resposta do material, distinta da verificada em carregamentos de fadiga com amplitude de tensão constante. Em contexto de projecto, é necessário haver um método capaz de quantificar satisfatoriamente o dano que vai sendo provocado ao componente e estimar correctamente a sua vida à fadiga. Esta dissertação tem como principal objectivo a validação do modelo Stress Scale Factor (SSF) aplicado em carregamentos aleatórios, após resultados promissores com blocos de carregamento simples. No presente trabalho foi avaliada a resposta do aço 42CrMo4 quando sujeito a carregamentos multiaxiais complexos, compostos por ciclos de amplitude variável aplicados em ordem aleatória. Realizou-se posteriormente uma análise das superfícies de fractura dos provetes. A vida à fadiga foi estimada utilizando o critério SSF para carregamentos de amplitude variável, através de uma abordagem de acumulação de dano. A vida à fadiga foi também estimada pelo método Wang-Brown. Os ângulos de iniciação das fendas de fadiga foram comparados com as estimativas dos modelos de plano crítico. Concluiu-se que o modelo de fadiga multiaxial SSF permite obter estimativas de vida à fadiga satisfatórias e melhor que as obtidas pelo método Wang-Brown, posicionando-se como um bom modelo para aplicação em carregamentos multiaxiais aleatórios., en=Mechanical components are subjected to complex loadings without a clear pattern. These loadings can have variable stress amplitudes and be applied in more than one direction. Due to the multiaxiality and the amplitude variation in these loadings, the material’s response will differ from the one verified in constant amplitude loadings. In the design phase of a component, it is necessary to have a method to correctly quantify the damage done to the component and estimate its fatigue life. Following promising results, obtained by other authors with simple loading blocks, the main objective of this thesis is to validate the Stress Scale Factor (SSF) model for random multiaxial loading conditions. In this work, the behaviour of the 42CrMo4 steel was evaluated under complex multiaxial loadings, where cycles with different stress amplitude were applied in a random sequence and with different stress levels. After fracture, a fractographic analysis was performed. Fatigue life estimates, obtained with the SSF criterion, were compared with Wang-Brown model’s estimates, where both models use a damage accumulation approach to compute fatigue life. Fatigue crack plane measurements were compared with predictions from several critical plane models. It was concluded that the SSF criterion gives reasonable estimates, better than those obtained from Wang-Brown’s method, making it a suitable method to estimate fatigue life under random multiaxial loading conditions.}
Keywords: {pt=Fadiga multiaxial, Carregamentos não-proporcionais, Carregamentos de amplitude variável, Carregamentos aleatórios, Previsão de vida à fadiga, Acumulação de dano, en=Multiaxial fatigue, Non-proportional loadings, Variable amplitude loading, Random loadings, Fatigue life prediction, Damage accumulation}

Discussão: junho 29, 2017, 14:0