Tese: Estudo numérico para a previsão de nucleação de trincas sob solicitações de fretting e de fadiga segundo a abordagem multiaxial
Aluno(a) : Fernando Salles da Silva PiresOrientador(a): Jaime Tupiassú e Luiz Carlos Lopes
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 05/02/2018
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.34764
Resumo: O termo fretting é utilizado quando duas superfícies em contato são submetidas a um movimento oscilatório de pequena amplitude. Quando combinado com carregamento remoto de fadiga, esses deslocamentos tangenciais de pequena amplitude na interface entre os materiais em contato podem levar a uma redução significativa da resistência à fadiga e uma precoce nucleação e/ou crescimento de trincas de fadiga. Esta dissertação revisita e discute os modelos multiaxiais de dano por fadiga utilizados na previsão do risco de nucleação de trinca sob solicitações de fretting e de fadiga por fretting segundo a abordagem local e não-local do problema. A vantagem da abordagem local em relação à abordagem não-local é que ela não requer calibração do modelo multiaxial com base em dados experimentais, que do ponto de vista industrial é um grande atrativo. As previsões obtidas com os diferentes modelos (SWTD, SWT, Findley e Crossland) foram confrontadas com dados experimentais disponíveis na literatura para o contato cilindro/plano em aço AISI 52100 e aço AISI 1034 respectivamente. A versão deviatórica do parâmetro SWT (SWTD), introduzida na literatura por D. Kujawski e proposta no presente trabalho para o cálculo do risco de nucleação de trinca, foi a que melhor ajustou os dados experimentais. Segundo a abordagem local, este modelo produz previsões com erros conservativos inferiores a 15% para os testes de fretting. Os erros foram observados para os testes de fretting feitos a elevada pressão de contato (HP = 700 MPa). No entanto, para os testes de fretting feitos a baixa pressão de contato (LP = 450 MPa) as previsões apresentam 100% de acertos. Quando calibrado a uma dimensão característica (abordagem não-local), o modelo SWTD mostrou-se capaz de prever com 100% de precisão o risco de nucleação de trinca para os testes de fadiga por fretting investigados. Foi demonstrado que previsões demasiadamente não conservativas podem ser obtidas ao considerar-se uma dimensão característica teórica tal a qual proposta por Taylor, definida em termos do método do ponto (abordagem não-local). Por fim, concluiu-se que para o material investigado, a precisão nas previsões é mais influenciada pela dimensão característica escolhida que pelo modelo multiaxial ou método de integração estudado (abordagem não-local).