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Dissertação

{pt_PT=Comportamento mecânico da liga de magnésio AZ31B sob condições de carregamento em fadiga biaxial no plano} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=No presente trabalho foi investigado experimentalmente o comportamento mecânico da liga de magnésio AZ31B quando submetida a fadiga multiaxial. Para o efeito foi utilizada uma maquina desenvolvida internamente, que aplica um carregamento biaxial através dos seus 4 motores lineares. Os provetes ensaiados, obtidos a partir de uma chapa com 3.25 mm de espessura, dispõem de uma geometria cruciforme otimizada para este ensaio. Os ensaios à fadiga foram realizados com carregamentos sinusoidais proporcionais de tensão média nula. A continua monitorização do provete ao longo do ensaio por fotografias de microscópio USB, em intervalos de ciclos pré-definidos, permite obter resultados com alguma precisão. Com base nos parâmetros usados e resultados obtidos, estudou-se a iniciação e a velocidade de propagação de fenda, bem como a previsão de vida do material. Os dados experimentais foram complementados com simulações numéricas de elementos finitos através do software comercial ABAQUS, onde foi possível avaliar as tensões, extensões e fatores de intensidade de tensões para cada provete e ao longo do crescimento da fenda. Dos vários modelos de plano critico, apenas os modelos que definem o plano crítico com base nas tensões e extensões normais forneceram boas estimativas para o ângulo de iniciação de fenda. Já os melhores resultados para a previsão de vida do provete foram obtidos pelos critérios de Liu I e de menor elipse circunscrita (MCE). O estudo de propagação de fenda, pela correlação entre os dados numéricos e experimentais, obteve constantes da Lei de Paris aceitáveis, considerando prévios estudos em ligas de magnésio semelhantes. , en=In the present work, the mechanical behavior of magnesium alloy AZ31B when subjected to multiaxial fatigue was investigated experimentally. For this purpose, an internally developed machine was used, applying a biaxial tension-tension load through its four linear motors. The tested specimens, obtained from a 3.25mm thickness plate, have a cruciform geometry optimized for this test. Fatigue tests were performed with sinusoidal proportional loads of null mean tension. The continuous specimen’ monitoring during test by USB microscope photographs, at predefined cycle intervals, allowed to obtain results with some precision Based on the parameters used and results obtained, the initiation and crack propagation was studied, as well as the material life prediction. The experimental data was complemented with numerical simulations of finite elements through ABAQUS commercial software, where it was possible to evaluate tensions, extensions and stress intensity factors for each specimen and along the crack growth. Of the several critical plane models studied, only the models that define the critical planes based on normal stresses and extensions provided good estimations for crack initiation angle. For specimen’ life prediction, the best results were obtained by Liu I and minimum circumscribed ellipse (MCE) criteria. The crack propagation study obtained, through numerical and experimental data correlation, acceptable Paris’ law constants, in consideration to previous studies conducted in similar magnesium alloys. }
Keywords: {pt=Fadiga biaxial, liga AZ31B, provetes cruciformes, ensaios experimentais, simulação numérica, anisotropia, en=Biaxial fatigue, AZ31B alloy, cruciform test specimens, experimental tests, numerical simulation, anisotropy}

Discussão: novembro 29, 2017, 9:30