O documento discute fadiga em estruturas navais, definindo fadiga como o enfraquecimento progressivo de uma peça sob solicitações cíclicas que podem levar à ruptura. Ele explica como a análise de fadiga é usada para garantir a vida útil adequada de componentes estruturais expostos a cargas dinâmicas e descreve os processos de propagação de trincas e falha por fadiga. Também apresenta a curva de Wohler usada para caracterizar a rotura por fadiga multicíclica.

1. UFSC - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CAMPUS JOINVILLE - SC
PROCESSO DE CONSTRUÇÃO NAVAL
INTRODUÇÃO A FADIGA – APLICAÇÃO NAVAL
2014
Aluno de graduação: Vitor Carvalho Nazário

2. FADIGA
 “O termo fadiga aplica-se ao fenômeno respeitante às
alterações de propriedades dos materiais em resultados
de solicitações cíclicas...”
 “... é o enfraquecimento profressivo de uma peça ou
estrutura sujeita a
solicitações variáveis e
que ao fim de um
determinado período
conduzem à rotura.”

3. FADIGA
 Os processos de degradação estrutural,tais como trincas
devidas à fadiga, estão sempre presentes ao longo da
operação de embarcações.
 A análise de fadiga tem como objetivo garantir que todos
os componentes estruturais expostos a uma carga
dinâmica tenham uma vida à fadiga adequada.

4. FADIGA
Modo de falha:
 Descontinuidade do plano cristalino;
 Propagação de trinca na descontinuidade;
 Colapso por fratura frágil;

5. FADIGA
Crescimento de trinca (caso superficial):

6. FADIGA
Etapas de projeto e dimensionamento
 O diagrama semilogaritmico mais usado para caracterizar a
rotura por fadiga é a curva de Wohler ou diagrama S-N; este
diagrama caracteriza a fadiga multicíclica.
 Para solicitações abaixo de um determinado nível de tensões,
não ocorrem danos visíveis de fadiga; chama-se a esta zona
de segurança e a correspondente tensão mais elevada, a
tensão limite da fadiga.
 A vida em fadiga calculada fornece uma base para o projeto
estrutural (seleção do tipo de aço, dimensionamento dos
escantilhões e detalhes locais)

7. FADIGA
Curva de Wohler;

8. FADIGA
Lei de Paris-Erdogan
 Propagação de trinca por número de ciclos;
Onde mf e C são constantes do material e DK o fator de
intensidade de tensões;
Onde a é a dimensão da trinca Y(a) fator geométrico (se em
superfície ou interna), D Smf é o valor da amplitude de tensão
DSmf = D S.Kf, onde Kf é o fator de concentração de tensões
devido à geometria e DS a tensão nominal;

9. FADIGA
Para melhores aproximações é utilizado o MEF determinando as
tensões atuantes.

10. FADIGA
 Possiveis locais para ocorrer fadiga em embarcações:

11. FADIGA
 A fadiga no casco é causada pelo movimento oscilatório
das ondas, que induzem tensões alternantes.

12. FADIGA
 “...identificar regiões da estrutura vulneráveis ao
fenômeno de fadiga, possibilitando uma otimização
da estrutura em uma fase de projeto, ou um
dimensionamento de um programa de inspeções,
durante a sua fase Operativa.”
 “O procedimento de cálculo de vida a fadiga é
altamente dependente da avaliação das dimensões
da trinca...”

13. FADIGA
Bibliografia:
http://www.ipen.org.br/Artigos-congresso23-Sobena/SOBENA2010-48.pdf
https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/3779571246094/TN-C1f1.pdf