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Micro Trincas  Trinca por  deslizamentos de   Trinca por inclusão   Trinca por contorno  planos             de material   ...
Propagação de Trincas
Equipamentos para analise de fadiga
Histerese do Material                        Material sofre                        amolecimento fica                      ...
Introdução   Em geral, os fabricantes especificam o produto para suportar esforços abaixo do    limite elástico, estes en...
Objetivo•   O presente trabalho tem como objetivo avaliar, por meio de curvas    S/N, o comportamento em fadiga do aço AIS...
Matérias e Métodos   A composição química dos aços AISI 4340 e mostrada na Tabela 1.            C      S       P       Si ...
Análise de tensões dentro no Material   Simulações numéricas se consistem de ensaios de fadiga a ser    realizados no aço...
Ensaio de Fadiga   A Figura 5 representa a Vida em fadiga em escala    logarítmica (Fatigue Log Life). Esta corresponde a...
Fator de Segurança   Para projetos mecânicos as tolerâncias de projeto devem ser feitas para proteger-se    contra uma fa...
Resultados Obtidos   A seguir são mostrados os resultados nas Figuras 7 a 10 do fator de    segurança para as simulações ...
Gráfico Tensão (S) x Ciclos (N)                  900                  800   Tensão (MPa)                  700             ...
Bibliografia    MANFÉ, GIOVANNI; POZZA, RINO; SCARATO, GIOVANNI.    Desenho técnico mecânico: curso completo para as esco...
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Fadiga Dos Materiais

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Iniciação Cientifica referente a fadiga do Aço 4340, utilizando o Pro-E.

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Fadiga Dos Materiais

  1. 1. CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA COM ÊNFASE EM CIÊNCIAS DOS MATERIAIS PROJETO DE CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAS Análise de fadiga através do Pro-EngineerAluno: Rafael Cossolino
  2. 2. Micro Trincas Trinca por deslizamentos de Trinca por inclusão Trinca por contorno planos de material de grão cristalográficos
  3. 3. Propagação de Trincas
  4. 4. Equipamentos para analise de fadiga
  5. 5. Histerese do Material Material sofre amolecimento fica mais dúctil. Material sofre endurecimento.
  6. 6. Introdução Em geral, os fabricantes especificam o produto para suportar esforços abaixo do limite elástico, estes ensaiam os materiais, controlam o processo de produção e tomam todos os cuidados para que o produto não apresente qualquer problema. Apesar de todas essas precauções, é possível que, após algum tempo de uso normal, de repente, sem aviso prévio e sem motivo aparente, o produto simplesmente venha a falhar. Essa falha é típica de um fenômeno chamado fadiga. O aço comercial AISI 4340 é amplamente utilizados nas indústrias aeronáutica e espacial por combinarem resistência e tenacidade, podendo trabalhar nos mais variados tipos e níveis de solicitações. Ele tem elevados valores dos limites de escoamento e resistência à tração
  7. 7. Objetivo• O presente trabalho tem como objetivo avaliar, por meio de curvas S/N, o comportamento em fadiga do aço AISI 4340, por meio da utilização software Pro - mecânica do Pro - Engineer.Matérias e Métodos• Foi utilizado o Pro-Engineer para a simulação numérica deste trabalho utilizou-se um aço AISI 4340. O valor limites de escoamento e resistência do aço, 899 MPa e 1073 MPa respectivamente, foram obtido em relação ao material recozido. O corpo de prova para simulação foi desenhado no Pro Engineer conforme Figura 1, e confeccionados segundo a norma ASTM E466
  8. 8. Matérias e Métodos A composição química dos aços AISI 4340 e mostrada na Tabela 1. C S P Si Mn Cr Ni Mo 4340 0,39 0,001 0,017 0,26 0,64 0,80 1,82 0,22 Tabela 1. Composição química dos aços 4340 (% em peso). O valor limites de escoamento e resistência do aço, 899 MPa e 1073 MPa respectivamente, foram obtido em relação ao material recozido.
  9. 9. Análise de tensões dentro no Material Simulações numéricas se consistem de ensaios de fadiga a ser realizados no aço AISI 4340. Primeiramente se realizou uma simulação de ensaio de tração no material ao qual e aplicou uma carga de 2000 N. O resultado dado pelas Figuras 2a e 2b mostra a distribuição de tensão pela variação de cores. A tensão mínima e de aproximadamente 26 MPa e a máxima e de 198 MPa. Assim, não se atingiu o valor da tensão para o inicio do escoamento plástico do material. Limite de Resistência (MPa) 1073 MPa Tensão de Escoamento (MPa) 899 MPa Figura 2a e 2b mostrando a variação da tensão em MPa no aço.
  10. 10. Ensaio de Fadiga A Figura 5 representa a Vida em fadiga em escala logarítmica (Fatigue Log Life). Esta corresponde ao número de ciclos necessários para ocorrer a falha em um nível de tensão específico. Os números de ciclos foi 107 (10 milhões) e tensão 2000N(Figura 5). 106,795=0,624x107 6,24 milhões de ciclos Figura 5 - Número de ciclos 107.
  11. 11. Fator de Segurança Para projetos mecânicos as tolerâncias de projeto devem ser feitas para proteger-se contra uma falha não prevista. Assim as incertezas existirão na magnitude das cargas aplicadas para aplicações em serviço; geralmente, cálculos de tensão são apenas aproximados. Portanto, tensão admissível, ou seja, o fator de segurança está baseado no limite de escoamento do material, se a tensão superficial for igual a tensão de escoamento do material seu fator de segurança será igual a 1. Já o fator de segurança para fadiga é voltado não a carga e sim para quantidade de ciclos impostos para o trabalho do material, pois a fadiga se inicia em tensões bem abaixo do limite de escoamento, a fadiga surge na fratura do material (micro ou macro trincas), de maior parte de origem interna, causadas durante um ciclo, tratamento, forjamento, fundição e outros.
  12. 12. Resultados Obtidos A seguir são mostrados os resultados nas Figuras 7 a 10 do fator de segurança para as simulações numéricas. Figura 7 - Número de ciclos 103. Figura 8 - Número de ciclos 104. Figura 9 - Número de ciclos 107. Figura 10 - Número de ciclos 1010.
  13. 13. Gráfico Tensão (S) x Ciclos (N) 900 800 Tensão (MPa) 700 600 500 400 300 200 100 100 1000 10000 100000 1000000 1E7 Número de ciclos
  14. 14. Bibliografia MANFÉ, GIOVANNI; POZZA, RINO; SCARATO, GIOVANNI. Desenho técnico mecânico: curso completo para as escolas técnicas e ciclo básico das faculdades de engenharia. Hemus, 2004. MATSUMOTO, ÉLIA YATHIE. AUTOCAD 2006: Guia Prático 2D & 3D. Editora Érica Ltda., São Paulo - SP, 2005. FIALHO, ARIVELTO BUSTAMANTE. Pro/Engineer – Wildfire 3.0: Teoria e Prática no Desenvolvimento de Produtos Industriais – Plataforma para Projetos CAD/CAE/CAM. 1a Edição, Editora Érica Ltda., São Paulo - SP, 2006.

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