Propagação de fendas de fadiga a amplitude de carga variável em ligas de alumínio AIMgSi

Abstract

A solicitação real a que a maioria das partes críticas de estruturas, veículos e máquinas estão submetidas em serviço é de amplitude variável. As variações de carga associadas a este tipo de solicitação causam um comportamento transitório da velocidade de propagação que envolve a aceleração ou o retardamento da progressão da fenda. Uma correcta previsão da vida de fadiga exige, portanto, uma avaliação adequada destes efeitos. O presente trabalho analisa o comportamento transitório da velocidade de propagação da fenda devido a diversas sequências de carga, nomeadamente, sequências contendo sobrecargas de tracção, sobrecargas periódicas ou diferentes blocos de carga, e pretende clarificar se o comportamento observado pode ser correlacionado com o fenómeno do fecho de fenda. Foram efectuados ensaios de propagação de fendas de fadiga na liga de alumínio 6082-T6, tanto sob solicitações de amplitude constante como de amplitude de carga variável. O nível do fecho de fenda foi monotorizado em todos os ensaios pela técnica da complacência utilizando um transdutor de deslocamentos. O comportamento transitório observado após as variações de carga é discutido em função de várias variáveis de carregamento, nomeadamente, DK da solicitação base, tensão média, intensidade da variação de carga e respectivo período de ocorrência. As tendências observadas são sistematicamente comparadas com a variação do nível de fecho de fenda. Com base nos resultados experimentais é proposto um método para a correcta avaliação do nível de fecho verificado após as variações de carga. O fenómeno do fecho de fenda induzido por plasticidade parece ser o mecanismo dominante responsável pelo comportamento transitório do crescimento da fenda na liga de alumínio 6082-T6. O fecho de fenda induzido por plasticidade foi também estudado numericamente através do método dos elementos finitos. A boa concordância obtida entre os resultados experimentais e numéricos reforça a ideia de que o comportamento transitório do crescimento da fenda no material em análise é principalmente devido ao fecho de fenda induzido por plasticidade.