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Mecânica dos Materiais

PMT3306 - Aula sobre fratura por fadiga

por Claudio Geraldo Schön e Felipe Carneiro da Silva

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Sobre a aula

A primeira parte da aula sobre fratura por fadiga trata da nucleacao da trinca e sua relação com a microestrutura de deformação produzida pelo carregamento cíclico, a aula termina em uma discussão sobre tensões residuais induzidas na superfície do material para aumentar a durabilidade em fadiga.

Disciplina

PMT3306-1 Mecânica dos Materiais

EMENTA

Revisão de resistência dos materiais: tensores de tensão e de deformação, círculos de Mohr em duas e três dimensões, estados planos de tensão e de deformação. Elasticidade linear: módulos elásticos, coeficiente de Poisson, elasticidade em monocristais. Mecânica da fratura linear elástica (MFLE): trincas e concentradores de tensão, critério de Griffith, tenacidade à fratura e outros parâmetros da MFLE, propagação de trinca acompanhadas de plasticidade limitada. Plasticidade: tensão e deformação reais, parâmetros da curva tensão deformação, noções da teoria matemática da plasticidade, instabilidades plásticas, deformação plástica em estados de tensão triaxiais, critérios de escoamento e de falha, estampabilidade de chapas metálicas, ensaios de estampabilidade, curva-limite de conformação (CLC) e análise de grade de círculos. Noções da Mecânica da Fratura Elasto-plástica (MFEP): Crítica à MFLE, parâmetros da MFEP - deslocamento de abertura de trinca (COD) e deslocamento de abertura de ponta de trinca (CTOD), Integral J, curva R. Mecanismos de deformação plástica e de fratura: Geometria da deformação plástica em monocristais, lei de Schmid, deformação por escorregamento de discordâncias em monocristais, teorias do encruamento, mecanismos de fratura dúctil em metais, fratura taça-cone, bandas de cisalhamento, deformação plástica em materiais amorfos, deformação plástica em materiais cerâmicos e granulares, deformação plástica em materiais poliméricos (microfibrilamento), mecanismos de fratura em polimeros semi-cristalinos, maclação mecânica, fratura fragil em materiais cristalinos (clivagem e fratura intergranular), aspectos morfológicos da fratura frágil em materiais amorfos. Ensaios de impacto e a transição dúctil frágil: ensaios de pêndulo (Charpy e Izod), transição dúctil-frágil, ensaio de queda de peso, temperatura de transição para ductilidade nula (NDT), Análise de Weibull. Viscoelasticidade e Fluência: comportamento viscoso, ensaios de fluência e de relaxação de tensão, viscosidade, viscoelasticidade linear, modelos de Maxwell e de Voigt, modelos mais complexos, fluência em polímeros - curva mestre, módulos complexos, fluência em materiais cristalinos, relações fenomenológicas na fluência de materiais metálicos e cerâmicos, métodos de extrapolação, fluência em estados triaxiais de tensão, relaxação de tensão, mecanismos de fluência em materiais cristalinos, equação de Mukherjee-Bird-Dorn, superplasticidade, mecanismos de fratura em fluência. Fadiga dos materiais: fenomenologia da fadiga, curva S-N e o limite de fadiga, fadiga em alto e baixo ciclo, análise de Coffin-Manson, diagramas de vida constante, aspectos morfológicos e microestruturais da fadiga, nucleação da trinca de fadiga, propagação da trinca de fadiga, fractografia, teorias da acumulação de danos, aplicação da MFLE à fadiga, curva de Paris, efeitos da razão de fadiga (R), desvios do comportamento de Paris, trincas curtas, efeitos de sobrecargas e subcargas, comparação entre modelos de fechamento prematuro de trinca e a teoria de dois parâmetros de Vasudevan e Sadananda, fadiga operacional, fadiga em modo misto, critérios de projeto mecânico orientado à fadiga. Efeitos do ambiente sobre o comportamento mecânico dos materiais: fragilização por hidrogênio e corrosão-sob-tensão (CST) em materiais metálicos, fadiga estática de materiais cerâmicos, degradação de polímeros. Mecânica dos materiais compósitos: definições e nomenclaturas, estimativa de propriedades dos compósitos, modelos de Reuss e de Voigt, plasticidade em compósitos, fratura em compósitos.

Objetivo

-Discutir e comparar o comportamento mecânico das diversas classes de materiais (cerâmicos, metálicos, poliméricos e compósitos) e sua relação com a estrutura e a microestrutura.
-Apresentar e discutir os fundamentos da mecânica da fratura.
-Compreender os conceitos de resistência mecânica, tenacidade, resistência à fadiga e à fluência.
-Discutir noções de filosofia de projeto mecânico em solicitações de fadiga e fluência, assim como de projetos regidos pela mecânica da fratura.
-Compreender of fundamentos dos ensaios mecânicos e sua aplicabilidade.
-Aprender como localizar dados relevantes sobre o comportamento mecânico de materiais específicos.

Índice de vídeos da disciplina

  1. PMT3306 - aula de apresentacao - 2022
  2. PMT3306-Módulo1-aula2
  3. PMT3306 - Modulo 1 - Aula 1
  4. PMT3306 - Aula inicial
  5. PMT3306 - Modulo 1 - Aula 1 - 2022
  6. PMT3306 - Aula sobre circulos de Mohr
  7. aula 02_PMT 3306_20_agosto_2020
  8. PMT3306 - Modulo 1 - Aula 2 - 2022
  9. PMT3306- módulo 4 - aula 3
  10. PMT3306 - Modulo 1 - Aula 3
  11. PMT3306 - Aula sobre elasticidade isotropica
  12. PMT3306 - Modulo 2 - Aula 1 - 2022
  13. PMT3306 - Modulo 2 - Aula 1
  14. PMT3306 - Modulo 2 - Aula 2
  15. PMT3306 - Aula sobre concentradores de tensao e principios de Mecanica da Fratura Linear Elastica
  16. PMT3306 - Aula sobre elasticidade anisotropica
  17. PMT3306 - Modulo 3 - Aula 1
  18. PMT3306 - Aula sobre Mecanica da Fratura Linear Elastica
  19. PMT3306 - Modulo 4 - Aula 1
  20. PMT3306 - Auala sobre plasticidade (1)
  21. PMT3306 - Modulo 5 - Aula 1
  22. PMT3306 - Modulo 4 - Aula 2
  23. PMT3306 - Modulo 3 - Aula 2
  24. PMT3306 - Aula sobre ensaios de estampabilidade
  25. PMT3306 - Aula sobre plasticidade em solicitacoes multiaxiais
  26. PMT3306 - Modulo 6 - Aula 1
  27. PMT3306 - Modulo 5 - Aula 2
  28. PMT3306 - Aula sobre Mecanica da Fratura e Plasticidade
  29. Aula_dureza_15_09_2020_PMT_3306
  30. PMT3306 - Aula sobre Mecanica da Fratura Elasto-Plastica
  31. PMT3306 - Aula sobre viscoleasticidade e viscoplasticidade
  32. PMT3306- Aula sobre comportamento mecanico de polimeros
  33. PMT3306 - Modulo 7 - Aula 1
  34. PMT3306 - Aula sobre escorregamento de discordancias
  35. PMT3306 - Modulo 7 - Aula 3
  36. PMT3306 - Aula sobre Mecanismos de fratura ductil
  37. PMT3306 - Aula sobre maclação e fratura frágil
  38. PMT3306 - Modulo 8 - Aula 1
  39. PMT3306 - Aula sobre mecanismos de fluencia
  40. PMT3306 - Modulo 8 - Aula 2
  41. PMT3306- Aula sobre superplasticidade e fratura em fluência
  42. PMT3306 - Modulo 8 - Aula 3
  43. PMT3306 - Modulo 9 - Aula 1
  44. PMT3306 - Aula sobre Fadiga - Fenomenologia e historia
  45. PMT3306 - Modulo 9 - Aula 2
  46. PMT3306 - Aula sobre fratura por fadiga
  47. PMT3306 - Modulo 9 - Aula 3
  48. PMT3306 - Modulo 10 - Aula 1
  49. PMT3306 - Aula sobre fadiga operacional, parte 1
  50. PMT3306 - Modulo 10 - Aula 2
  51. PMT3306 - Modulo 11 - Aula 1
  52. PMT3306 - Aula sobre degradacao de materiais - Parte 1
  53. PMT3306 - Aula sobre fadiga operacional, parte 2
  54. PMT3306 - Modulo 11 - Aula 2
  55. PMT3306 - Aula sobre degradacao de materiais - Parte 2
  56. PMT3306 - Modulo 12 - Aula 1
  57. PMT3306 - Aula sobre mecanica de materiais compositos
  58. aula_fluencia_PMT3306_22 outubro 2020
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