Fadiga

ANÁLISE DE
RESISTÊNCIA MECÂNICA
(MECÂNICA DA FRATURA E FADIGA)

Edison da Rosa
UFSC - 2002

ANÁLISE DE
RESISTÊNCIA MECÂNICA
DE PEÇAS E
COMPONENTES ESTRUTURAIS
(MECÂNICA DA FRATURA E FADIGA)
Prof. Edison da Rosa

Grupo de Análise e Projeto Mecânico
Departamento de Engenharia Mecânica
Universidade Federal de Santa Catarina
Agosto 2002

ÍNDICE

APRESENTAÇÃO

v

PREFÁCIO

vi

PARTE 1 - CONCEITOS INICIAIS
1 - METODOLOGIA MODERNA DE PROJETO

1
3

1.1 - O processo de projeto

4

1.2 - Determinação dos esforços

9

1.3 - Análise de tensões

11

1.4 - Análise de falha

15

1.5 - Análise de segurança

16

1.6 - Integração numérico-experimental

18

2 - MODOS DE FALHA E CONFIABILIDADE

21

2.1 - Modos de falha independentes do tempo

22

2.2 - Modos de falha dependentes do tempo

27

2.3 - Confiabilidade

29

2.4 - Modelos para falha por sobrecarga

34

2.5 - Modelos para falha por desgaste

40

2.6 - Conclusões

44

3 - COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS

46

3.1 - Generalidades do ensaio de tração

47

3.2 - Resultados obtidos do ensaio de tração

58

3.3 - Diagrama tensão-deformação real

65

3.4 - Deformação plástica e o efeito de Poisson

71

3.5 - Modelos da curva tensão-deformação

74

3.6 - Ensaio de impacto

77

3.7 - Teoria clássica da transição dútil-frágil

84

PARTE 2 - FALHA ESTÁTICA
4 - CONCENTRAÇÃO DE TENSÃO

89
91

4.1 - Introdução

91

4.2 - Definição do fator de concentração de tensão

94

4.3 - Formas de reduzir a concentração de tensão

102

4.4 - Efeitos na resistência estática

103

5 - ANÁLISE PLÁSTICA

117

5.1 - Teorias de falha

118

5.2 - Considerações sobre as principais teorias

125

5.3 - Flexão plástica

127

5.4 - Fator de forma

132

5.5 - Flexão com plastificação parcial da seção

135

5.6 - Desenvolvimento de tensões residuais

139

5.7 - Escoamento com concentração