Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

deformação plana K Ic .
Comportamento típico de taxa de crescimento de trinca de fadiga de materiais está
representado esquematicamente na Figura 8.27 como logarítmo da taxa de crescimento de trinca
da/dN versus o logarítmo da faixa do fator intensidade de tensão ∆K . A curva resultante tem uma
forma sigmoidal que pode ser dividida em 3 distintas regiões, denominadas I, II e III. Na região I
(em baixos níveis de tensão e/ou pequenos tamanhos de trinca), trincas pré-existentes não crescerão
com carga cíclica. Além disso, associado com a região III está o crescimento de trinca acelerado,
que ocorre justo antes da fratura rápida.
A curva é essencialmente linear na região II, que é consistente com Equação 8.16. Isto
pode ser confirmado tomando-se o logarítmo de ambos os lados desta expressão, o que conduz a
log (da/dN) = log [ A (∆K) m ]
(8.18a)
log (da/dN) = m log ∆K + log A
(8.18b)
De fato, de acordo com a Equação 8.18b, um segmento de linha reta resulta quando
dados de log (da/dN) versus log ∆K são graficados; a inclinação e o intercepto correspondem aos
valores de m e log A , respectivamente, que podem ser determinados a partir de dados de teste
que tenha sido representados na maneira da Figura 8.27. A Figura 8.28 é um tal gráfico para uma
liga Ni-Mo-V. Pode ser notada a linearidade dos dados que verifica a correlação da lei da
potência da Equação 8.16. Além disso, a inclinação fornece um valor de 3 para m; A é
aproximadamente 1,8 x 10 -14 , como tomado a partir do intercepto extrapolado para da/dN em
polegada/ciclo e ∆K em psi/ (polegada) 1/2 .
Uma das metas da análise de falha é ser capaz de prever vida em fadiga para alguns
componentes, dados os seus constrangimentos em serviço e os dados de teste de laboratório. Nós
agora somos capazes de desenvolver uma expressão analítica para N f por integração da Equação
8.16. É necessário antes fazer um rearranjo como se segue:
que pode ser integrada como
dN = da / [A(∆K) m ] (8.19)
N f = I 0 Nf dN = I ao ac da / [A (∆K) m ] (8.20)
Os limites da segunda integral estão entre o comprimento inicial da falha(defeito) a o , que pode ser
medida usando técnicas de exame não-destrutivas e o comprimento crítico da trinca a c determinado
a partir de testes de tenacidade à fratura.
Substituição da expressão para ∆K (Equação 8.17b) conduz a