Modelos Não Lineares do Método dos Elementos de Contorno para ...

antes que a propagação da fissura leve a ruína desse elemento estrutural e,
conseqüentemente, da estrutura. Um elemento estrutural principal é aquele cuja falha
pode resultar em perda da estrutura. Em geral são realizadas análises de:
1) resistência residual para verificar a integridade estrutural, ou seja, a
capacidade da estrutura suportar cargas quando um ou mais componentes
estruturais estão ruídos.
2) propagação da fissura visando obter o número de ciclos que leva à falha do
elemento estrutural.
O comprimento estável máximo da fissura, para um nível específico de
carregamento, é o objetivo principal da análise de resistência residual. A interação entre
elementos estruturais intactos ou com fissuras gera redistribuição de tensões e, em geral,
a falha da estrutura pode ocorrer por escoamento da seção remanescente do componente
estrutural ou por ter sido alcançado o comprimento crítico da fissura o qual leva à
propagação instável da fissura.
Entretanto, a informação sobre o comprimento crítico da fissura tem pouca
importância caso não se consiga prever com quantos ciclos, ou mesmo em quanto
tempo, a fissura atinge essa dimensão. Logo, o segundo objetivo da análise de tolerância
ao dano é a determinação da curva de propagação da estrutura como mostrado na Fig.
(3.13). Geralmente sob a ação do carregamento de serviço a fissura propaga por fadiga a
uma taxa de propagação cada vez maior.
A partir de um comprimento inicial a0, a fissura propaga até af. Baseado na curva
de propagação, Fig (3.13), obtém-se o número de ciclos Nf de operação segura da
estrutura até a fissura atingir o comprimento crítico. Sendo a0 o comprimento de um
defeito inicial, então a estrutura deve ser reparada ou substituída quando esta atingir o
número de ciclos NF. Em geral, a0 é baseado no tamanho mínimo de trinca que pode ser
detectado pelo método específico de inspeção que será utilizado. Como não se pode
permitir que a fissura atinja o comprimento crítico esta deve ser detectada antes da
estrutura ser submetida ao número de ciclos NF. Como a fissura não pode ser detectada
para comprimentos de trinca inferiores a a0, as inspeções devem ocorrer entre N0 e NF.
Com a abordagem de tolerância ao dano para projeto à fadiga é indispensável a
realização de inspeções periódicas na estrutura para detecção de fissuras, ou até mesmo
acompanhar a taxa de propagação da fissura a fim de possibilitar a avaliação da
necessidade de reparos ou substituição de componentes. Entre os métodos mais
Capítulo 3 – Mecânica da Fratura e Contato______________________________________
54