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Determinação dos fatores de intensidade de tensão KI, KII, KIII e Keq induzidos em provetes CT fissurados e sujeitos a diversos valores de momento torsor
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Resumo(s)
A propagação de fendas por fadiga em componentes ou sistemas mecânicos pode levar à sua falha catastrófica. A velocidade de propagação, bem como a direção de propagação, dependem, entre outros fatores, do tipo e da intensidade do carregamento aplicado, bem como das propriedades mecânicas do material, da espessura da peça, e do comprimento e forma da fenda.
A propagação de fendas por fadiga devido a carregamento em modo I encontra-se amplamente estudada, em oposição à propagação devida a carregamento em modo III, que se restringe, quase que exclusivamente, ao estudo de provetes cilíndricos sujeitos a torção.Esta dissertação apresenta os valores dos fatores de intensidade de tensão, , e , para
provetes finos de tipo Compact Tension (CT) de espessuras diversas (2,5 ; 3 ; 5 ; 7,5 ;
10 ), sujeitos a torção (6 . ; 7,5 . ; 9 . ) e contendo duas fendas propagadas a partir da préfissura
de fadiga segundo duas direções (+70º e -70º). Os valores dos fatores de intensidade de tensão foram obtidos na frente da fenda, para diversos comprimentos de fenda ( ⁄ =0,00; ⁄ =0,25; ⁄ =0,50; ⁄ =0,75; ⁄ =1,00), usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Utilizando os valores calculados de , e , determinou-se o fator de intensidade de tensão equivalente recorrendo aos critérios de Richard e de Pook. Adicionalmente, efetuou-se um ajustamento polinomial de todos os resultados obtidos, o que permitiu obter , , e ( ), mediante a especificação da espessura do provete, do comprimento da fenda e da intensidade do momento de torção a que o provete se encontra submetido.Concluiu-se que, ainda que fosse aplicado remotamente um carregamento em modo III ao
provete CT, localmente, na frente da fenda, verificava-se a dominância do modo I, seguido do modo III e do modo II, respetivamente. Observou-se ainda que o fator de intensidade de tensão equivalente atingia os valores máximo e mínimo junto às superfícies laterais do provete, motivando a propagação mais rápida da fenda nesses locais.