Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Isto pode conduzir a uma significativa incerteza quando vida em fadiga e/ou limite(ou resistência) de
fadiga estiver sendo considerado. A dispersão em resultados é uma consequência da sensibilidade
da fadiga a um número de teste e de parâmetros de teste que são impossíveis de controlar
precisamente. Estes parâmetros incluem fabricação da amostra e preparação da superfície, variáveis
metalúrgicas, alinhamento da espécie no aparelho, tensão média e frequência de teste.
Curvas S-N similares àquelas mostradas na figura 8.19 representam curvas de "melhor
ajuste" que foram traçadas através dos pontos dos dados de valor médio. É um pouco difícil de
perceber que aproximadamente metade das amostras testadas realmente falharam em níveis de
tensão que ficam aproximadamente 25% abaixo da curva (como deteminado com base nos
tratamentos estatísticos).
Foram desenvolvidas várias técnicas estatísticas que são usadas para especificar vida em
fadiga e limite de fadiga em termos de probabilidades. Um meio conveniente de representar dados
tratados desta maneira é com uma série de curvas de probabilidade constante, várias das quais
estão graficadas na Figura 8.20. O valor de P associado a cada curva representa a probabilidade de
falha. Por exemplo, numa tensão de 30000 psi, nós esperamos que 1% das amostras falhem ao
redor de 10 6 ciclos e 50% falhem ao redor de 2 x 10 7 ciclos, e assim por diante. Dever-se-ía
lembrar que curvas S-N representadas na literatura são normalmente valores médios, a menos que
doutra forma especificado.
Os comportamentos de fadiga representados nas Figuras 8.19a e 8.19b pode ser
classificados em 2 domínios. Um associado a relativamente altas cargas que produz não apenas
deformação elástica mas também alguma deformação plástica durante cada ciclo.
Consequentemente, vidas em fadiga são relativamente pequenas; este domínio é denominado
fadiga de baixo-ciclo e ocorre com menos de cerca de 10 4 ou 10 5 ciclos. Para menos níveis de
tensão onde deformações são totalmente elásticas, tem-se vidas mais longas. Isto é chamado fadiga
de alto-ciclo porquanto um relativamente grande número de ciclos é requerido para produzir a falha
por fadiga. Fadiga de alto-ciclo está associado com vidas em fadiga maiores do que 10 4 a 10 5
ciclos.
8.9 - INICIAÇÃO E PROPAGAÇÃO DE TRINCA
O processo de falha por fadiga é caracterizado pelos 3 distintos estágios: (1) iniciação de trinca,
onde uma pequena trinca se forma em algum ponto de alta concentração de tensão; (2) propagação
de trinca, durante a qual esta trinca avança incrementalmente com cada ciclo de tensão; e (3) falha
final, que ocorre muito rapidamente uma vez a trinca avançante tenha atingido um tamanho crítico. A
vida em fadiga N f , o número total de ciclos para fadiga, portanto pode ser tomado como a soma do
número de ciclos para iniciação de trinca N i e para propagação de trinca N p .
N f = N i + N p (8.15)
A contribuição do estágio final de falha à vida total em fadiga é significativa de vez que ela ocorre
tão rapidamente. Porções de N i e de N p em relação à vida total dependem do particular material e
das condições de teste. Em baixos níveis de tensão (isto é, para fadiga de alto-ciclo), uma grande