fadiga

Descrição do fenômeno de fadiga

Fadiga é o processo pelo qual os materiais perdem suas características iniciais devido a esforços repetitivos. A falha resultante da fadiga pode variar desde a perda de elasticidade e resistência da peça até sua quebra total.
Exemplos de catástrofes por fadiga que ocorreram na engenharia
O fenômeno da fadiga foi observado pela primeira vez por volta de 1800, quando os eixos de um vagão ferroviário começaram a falhar após um pequeno período em serviço. Apesar de serem feitos de aço dúctil, os mesmos exibiam características de fraturas frágeis e repentinas. Rankine publicou um artigo em 1843, As Causas da Ruptura Inesperada de Munhões de Eixos Ferroviários, no qual dizia que o material havia “cristalizado” e se tornado frágil devido às tensões flutuantes.
Os eixos haviam sido projetados com toda a perícia e engenharia disponível na época, as quais se baseavam em experiências decorrentes de estudos com estruturas carregadas estaticamente. Cargas dinâmicas eram, portanto, um fenômeno novo, resultantes da introdução das máquinas movidas a vapor. Esses eixos estavam fixos às rodas e giravam em conjunto com as mesmas. Desse modo, a tensão de flexão em qualquer ponto da superfície do eixo variava ciclicamente entre valores positivos e negativos, como mostra a Figura 1 (Norton, 2004). Esse carregamento é denominado alternado.
As falhas por fadiga constituem um custo significativo para a economia. Nos EUA em 1982, por exemplo, foram utilizados U$100 bilhões com a prevenção de falhas por fadiga – aproximadamente 3% do produto interno bruto (PIB) do país naquele ano - em veículos terrestres e ferroviários, aviões de todos os tipos, pontes, guindastes, equipamentos industriais, estruturas marítimas de dois poços de petróleo, entre outros elementos de uso domésticos, brinquedos e equipamentos esportivos (Norton, 2004).

Efeito do acabamento superficial na vida útil a fadiga de uma peça

A grande maioria dos defeitos de fadiga se