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Título: Efeito da variabilidade dos parâmetros da curva S- N sobre as previsões de vida de componentes entalhados sob cargas multiaxiais
Autor(es): Dias, Jéssica Nayara
Orientador(es): Ferreira, Jorge Luiz de Almeida
Assunto: Fadiga multiaxial
Teoria da distância crítica
Método de Monte Carlo
Data de publicação: 13-Fev-2019
Referência: DIAS, Jéssica Nayara. Efeito da variabilidade dos parâmetros da curva S- N sobre as previsões de vida de componentes entalhados sob cargas multiaxiais. 2018. 134 f., il. Dissertação (Mestrado em Integridade de Materiais da Engenharia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: Este trabalho realizou uma análise do comportamento à fadiga de componentes estruturais submetidos a carregamentos multiaxiais. A Teoria da Distância Crítica (TDC) foi utilizada em conjunto com modelos de previsão de vida de fadiga multiaxial, de modo que, diferentemente do enfoque clássico, utiliza-se uma função que contém informações do tensor das tensões e admite-se que o comprimento característico, , varia com a vida de fadiga. Neste sentido, o parâmetro de Smith-Watson-Topper, , foi considerado como representativo da condição de falha e construiu-se algoritmos de pesquisa de plano crítico e de previsão de vida com base neste parâmetro. Além dos algoritmos que executam a previsão de vida considerando as curvas de distância critica expressas em termos do parâmetro , implementou-se o algoritmo para a previsão de vida segundo o método da curva de Wöhler modificada (MCWM). Para a validação do modelo foram utilizados resultados de testes de fadiga realizados por Sá (2017) em espécimes fabricados com a liga Al 7050-T7451, sob condições de carregamentos uniaxial (tração-compressão e torção) e multiaxial (torção-tração). A técnica de simulação de Monte Carlo também foi implementada visando avaliar o efeito da variabilidade do coeficiente das curvas de fadiga sobre o resultado das previsões de vida considerando condições multiaxiais. Por fim, a análise de sensibilidade indicou, dentre as variáveis de entrada do modelo, quais foram as que mais contribuíram para a variação no valor da vida prevista. Como resultado, foi possível estabelecer que o modelo baseado no parâmetro apresentou melhores resultados para a previsão de vida em detrimento dos resultados obtidos segundo o MWCM, essa validação foi realizada com base nos resultados experimentais. A análise em termos probabilísticos permitiu avaliar a variabilidade dos resultados obtidos e a distribuição de probabilidade que melhor representou os dados gerados, que foi a lognormal. Dada a distribuição das vidas e dos parâmetros das curvas utilizadas na sua obtenção, a análise de sensibilidade constatou a grande interferência e importância das curvas de distância crítica versus vida no resultado das vidas estimadas pelos modelos.
Abstract: This work carried out an analysis of fatigue behavior of structural components submitted to multiaxial loads. The Theory of Critical Distance (TDC) was used combined with multiaxial fatigue life prediction models, so that, unlike the classic approach, a function that contains information on the tensor of the stresses is used and it is assumed that the length characteristic, L, varies with the fatigue life. The Smith-Watson-Topper parameter, , was considered to be representative of the fault condition and a critical plan and life prediction algorithms based on this parameter were built. In addition to the algorithms that perform the life prediction considering the critical distance curves expressed in terms of the parameter, the algorithm for life prediction was implemented according to the modified Wöhler curve method (MCWM). For the model validation, results of fatigue tests performed by Sá (2017) on specimens fabricated with the Al 7050-T7451 alloy were used under conditions of uniaxial (push-pull and torsion) and multiaxial (torsion-traction) loads. The Monte Carlo simulation technique was also implemented in order to evaluate the coefficient variability effect of the fatigue curve on the life predictions result considering multiaxial conditions. Finally, the sensitivity analysis indicated among the input variables of the model which ones contributed the most to the variation in the predicted life value. As a result, it was possible to establish that the model based on the parameter presented better results for the life prediction to the detriment of the results obtained according to the MWCM, this validation was performed based on the experimental results. The analysis in probabilistic terms allowed to evaluate the obtained results variability and the probability distribution that better represented the data generated, which was lognormal. Assumed the distribution of lives and parameters of the curves used to obtain them, the sensitivity analysis verified the great interference and importance of the critical distance versus life curves in the results of the lives estimated by the models.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2018.
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Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Aparece nas coleções:FGA - Mestrado em Integridade de Materiais da Engenharia

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