Nível de estresse e fator de concentração de estresse

 

Princípio: A magnitude da tensão suportada pelo aço é um fator crucial que afeta o desempenho à fadiga. Quando o nível de tensão excede o limite de fadiga do material, as trincas por fadiga tendem a iniciar e se propagar. O fator de concentração de tensão também desempenha um papel significativo e está relacionado à forma geométrica do componente, à rugosidade da superfície e aos defeitos internos. Por exemplo, em componentes de aço com entalhes ou furos afiados, o fator de concentração de tensão é alto. Mesmo sob uma tensão nominal relativamente baixa, a tensão local pode exceder o limite de fadiga, levando à falha por fadiga.

 

Cenários e casos de aplicação: Na fabricação mecânica, por exemplo, no virabrequim de um motor, geralmente ocorre uma mudança repentina de formato na conexão entre o munhão e a manivela, o que resulta na concentração de tensão. Se a precisão da usinagem superficial dessas peças for insuficiente e houver superfícies ásperas ou microfissuras e outros defeitos, durante a operação do motor, as tensões alternadas de flexão e torção suportadas pelo virabrequim podem facilmente iniciar rachaduras por fadiga nesses locais. Para reduzir a concentração de tensão, medidas como o uso de filetes de transição são adotadas no projeto, e a superfície é finamente usinada e reforçada (como tratamento de shot - peening) para melhorar o desempenho à fadiga.

 

 

 

 

 

 

 

Propriedade de resistência extra KR/R E43
Nota	Propriedade Mecânica			Teste de impacto Charpy V
	Colheita	Tração	Alongamento	Grau	Energia 1	Energia 2
	MPa mínimo	MPa	% mínimo	-40	42	28
KR/R E43	355	490-620	21

 

Carregando Frequência e Carregando Forma de Onda

 

Princípio: A frequência de carregamento pode afetar a vida à fadiga do aço. Geralmente, uma frequência de carregamento mais baixa permite que as trincas de fadiga tenham mais tempo para se propagar porque, entre cada ciclo de carregamento, o material tem mais tempo para ajuste da microestrutura e acúmulo de danos. A forma de onda de carga (como onda senoidal, onda triangular, onda quadrada, etc.) também tem impacto no desempenho de fadiga. Diferentes formas de onda implicam diferentes taxas de mudança de tensão e tempos de retenção de pico de tensão. Por exemplo, no caso de carregamento por pulso (carregamento de onda quadrada), o maior tempo de retenção do pico de tensão pode levar ao acúmulo de deformação plástica local do material, acelerando a falha por fadiga.

 

Cenários e casos de aplicação: Em equipamentos de teste de fadiga, os pesquisadores podem controlar a frequência de carga e a forma de onda para simular diferentes condições reais de trabalho. Por exemplo, ao simular as condições de fadiga de uma estrutura de ponte sob a ação combinada da carga do vento e da carga do veículo, a frequência de carregamento pode ser determinada de acordo com a frequência real de mudança de velocidade do vento e a frequência de passagem do veículo. Se a carga do vento for uma carga periódica relativamente estável (semelhante a uma onda senoidal) e a carga do veículo for uma carga de pulso intermitente (semelhante a uma onda quadrada), então, no teste de fadiga, é necessário considerar de forma abrangente a influência de essas duas formas de onda e frequências de cargas diferentes no desempenho à fadiga do aço.

 

 

 

 

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