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Publicação
Estudo da propagação de fenda num componente ferroviário
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Resumo(s)
Na presente tese foi usado o software ABAQUS 6.14-1 na determinação das soluções de FIT e Integral J no ensaio de flexão em três pontos, assim como na propagação de fenda. Estes ensaios tiveram como base o ensaio experimental de flexão em três pontos, num provete proveniente de um componente ferroviário de aço vazado ASTM A148 90-60. Foram apresentadas duas técnicas de obtenção de soluções - o método convencional e o método XFEM - e foi realizada uma comparação entre os resultados obtidos através dos dois métodos com os resultados obtidos através de fórmulas analíticas. Prosseguiu-se com o estudo do comportamento à fadiga, através do método convencional, e determinou-se as soluções de DFIT, que posteriormente foram comparadas com os resultados obtidos experimentalmente.
Foi estudado ainda, a propagação de fissuração no componente ferroviário através de
simulações numéricas com o intuito de prever problemas de integridade estrutural. Foram consideradas as condições fronteira e carregamento de serviço nas simulações numéricas para determinação das zonas de concentração de tensões e propagação de fissuração. Nestes estudos, numa primeira fase, foi considerada apenas uma fenda em quarto de elipse, e numa segunda fase, foi embebido um poro reconstruído, na zona de concentração de tensões conjuntamente com a fenda em quarto de elipse, para obtenção da propagação de fenda. Este poro é um defeito de fabrico e foi caracterizado por tomografia.
A utilização do método convencional na obtenção das soluções de FIT e Integral J
provou-se bastante eficaz tanto a 2D como 3D, apresentando uma melhor precisão de
resultados no modelo bidimensional. Os estudos de refinamento de malha utilizando
o método convencional e o método XFEM, provaram que o refinamento não tem um
impacto significativo nos resultados do FIT e Integral J.
Foi demonstrado que o método XFEM é relevante na previsão da durabilidade de
componentes mecânicos tendo em conta defeitos de fabrico.
Descrição
Palavras-chave
Componente Ferroviário Integridade Estrutural Fadiga Elementos Finitos ABAQUS Método Convencional