Falhas Por Fadiga

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Capítulo 2
2.1 – Falhas por fadiga torsional.
Histórico
No início das construções das ferrovias os eixos de vagões ferroviários começaram a falhar após um pequeno período em serviço. Apesar de serem feitos de ferro fundido estes eixos exibiam características de fraturas frágeis nos pontos de falha. Em 1843 Rankine publicou um artigo sobre este assunto onde afirmou:
“On the causes of the accidental breaking of the journals of originally sound railway axles and on the means of preventing it by observing the law of continuity in their construction” .Neste artigo ele afirmou também que o material havia “cristalizado” e se tornado frágil devido as tensões flutuantes. Os eixos haviam sido projetados com toda a perícia da engenharia disponível na época, porém os cálculos eram baseados 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 eram fixos às rodas e também giravam. Desse modo, a tensão de flexão em qualquer ponto da superfície do eixo variava ciclicamente entre valores positivos e negativos. Esse carregamento é denominado alternado.
August Wöhler, engenheiro alemão, realizou a primeira investigação científica sobre o que estava sendo chamado de falha por fadiga, testando eixos até a falha, sob carregamento alternado. Ele publicou suas descobertas em 1870, as quais identificavam o número de ciclos de tensão como os causadores do colapso destes eixos e a descoberta da existência de um nível limite da tensão de flexão alternada (chamada de limite de fadiga). Abaixo deste valor limite os eixos toleravam infinitos ciclos de carga sem ruptura. O diagrama S-N ou Curva de
Wöhler passou a ser a forma padrão para caracterizar o comportamento dos materiais submetidos a solicitações alternadas e continua sendo utilizado até os dias de hoje. O termo “fadiga” foi aplicado à situação recém descrita pela primeira vez por Poncelet em