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

3.11.7 – Crack Closure Effect
A introdução do conceito de “crack closure” ocorreu no trabalho de ELBER
(1970). Nesse trabalho o autor demonstrou sua grande capacidade na compreensão do
processo de crescimento de fissuras em carregamentos cíclicos explicando um efeito até
então ainda não bem entendido. Suas observações podem ser apresentadas com o
auxílio da Fig. (3.17). Esta figura mostra um padrão de abertura e fechamento de uma
fissura durante um dado carregamento que varia de zero a um determinado fator de
intensidade de tensão máximo desejado.
Figura 3.17 Análise do efeito de crack closure. SURESH (2004).
O conceito natural que se tem é que quando a estrutura está descarregada as
faces da fissura estão fechadas. Quando está presente um dado carregamento as fissuras
abrem-se e depois da retirada do carregamento as faces da fissura voltam a fechar-se.
Essa idéia é intuitiva, uma vez que na fadiga os carregamentos atuantes são baixos,
levando o analista a pensar de forma elástica sobre o comportamento estrutural.
Entretanto, durante o processo de carga e descarga ocorre, na frente da ponta da
fissura, a degradação da rigidez do material. Devido a esse comportamento as faces da
fissura podem fechar-se antes mesmo da retirada total do carregamento. Durante o
restante da fase de descarregamento as faces da fissura fecham-se, mas na ponta da
fissura a solicitação de fadiga não mais ocorre. De forma similar, quando ocorre o
recarregamento, apenas uma parte da amplitude total do fator de intensidade de tensão
influenciará nos deslocamentos da ponta da fissura. A amplitude do fator de intensidade
de tensão que governa o crescimento da fissuras é apresentada pelos trechos AB e DA
na Fig. (3.17) e não pelo trecho AC. Deve-se destacar que esse efeito é importante em
materiais que apresentam comportamento elastoplástico e a amplitude dos
carregamentos aplicados induzem tensões na estrutura próximas à tensão de escoamento
Capítulo 3 – Mecânica da Fratura e Contato______________________________________
60