Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/35565
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2019_CarolinaFernandaBurbanoSandoval.pdf3,8 MBAdobe PDFView/Open
Title: Estudo da influência do campo de tensão/ deformação na vida à fadiga por fretting baseada nas leis de evolução da micromecânica de defeitos
Authors: Sandoval, Carolina Fernanda Burbano
Orientador(es):: Malcher, Lucival
Coorientador(es):: Doca, Thiago de Carvalho Rodrigues
Assunto:: Fadiga por fretting
Ligas de alumínio
Deformações (Mecânica)
Mecânica do dano
Issue Date: 10-Oct-2019
Citation: SANDOVAL, Carolina Fernanda Burbano. Estudo da influência do campo de tensão/ deformação na vida à fadiga por fretting baseada nas leis de evolução da micromecânica de defeitos. 2019. xxi, 123 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: Neste trabalho é proposto o estudo da influência do campo de deformação plástica na vida a fadiga por fretting da liga de alumínio 7050-T7451, através de uma abordagem que leva em consideração os princípios da mecânica do dano contínuo. Para isto, é realizado um programa de ensaios experimentais, onde se é emulado o problema de fadiga por fretting, por intermédio da utilização de um corpo de prova de seção retangular e sapatas, com raio de curvatura de 70 mm. No ensaio proposto, é aplicado carga trativa média sobre o corpo de prova, diferentes níveis de pressão de aperto na sapata e diferentes amplitudes de carregamento sobre o CP. O critério de parada dos experimentos é estabelecido quando se observa uma trinca macroscópia no CP, ou a sua completa separação. Em seguida, propõe-se a extensão do modelo de dano de Gurson para condições multiaxiais de carregamento, onde se introduz um parâmetro capaz de distinguir a evolução do dano volumétrica sobre condições trativas e compressivas, o acoplamento do mecanismo de dano em cisalhamento de Xue, fazendo com que a abordagem estendida, seja capaz de capturar a degradação do material em condições torcionais de carregamento. Como no problema estudado o comportamento macroscópico do material é complemente elástico, na formulação proposta, utiliza-se também uma abordagem em multiescala, onde se tem na escala macroscópica um comportamento elástico e na microescala um comportamento elastoplástico, fazendo com que o princípio do dano contínuo seja possível ser aplicado. Por fim, para se mostrar a robustez e capacidade preditiva do modelo, são utilizados dados da literatura para ensaios convencionais de fadiga, sob controle de força, considerando carregamento trativo com razão de carregamento igual a -1, carregamento torcional reversível e carreamento axial/torcional proporcional. Nestes testes, observa-se que o modelo foi capaz de calcular a vida do corpo de prova dentro de uma faixa de dispersão de dois, para vidas menores que 106 ciclos, e dentro de uma faixa de dispersão igual a quatro, para vidas maiores que 106 ciclos. Assim, os ensaios de fretting foram então simulados através da formulação desenvolvida, onde também se conseguiu observar boa capacidade preditiva para o modelo, sempre dentro de uma faixa de dispersão igual a dois. Como conclusões, foi possível verificar que a pressão na sapata é capaz de introduzir um campo de deformação plástica ao problema, onde se observa um nível de endurecimento do material capaz de contribuir positivamente para a vida de fadiga por fretting, ou seja, quanto maior a pressão aplicada, maior a vida observada e calculada para o problema. Também, considerando um mesmo nível de pressão na sapata, observa-se que a vida diminui com o aumento da amplitude de carregamento.
Abstract: In this work is realized the study of the field of plastic research in the life to the fatigue of the fretting of aluminum alloy 7050, through an approach that takes into account the mechanics of continuous damage. For this, a program of experimental tests is carried out, where the problem of fretting fatigue is emulated, through the use of a rectangular test piece and shoes, with radius of curvature of 70 mm. In the proposed test, the average tensile load on the test piece, different levels of tightening pressure on the shoes and different loading amplitudes on the test specimen. The stopping criterion of the experiments is established when a macroscopic crack in the test specimen, or its complete separation. Then, it is proposed the extension of the Gurson damage model for multiaxial loading conditions, where a parameter capable of distinguishing the evolution of the volumetric damage on trative and compressive conditions is introduced, the coupling of the Xue shear damage mechanism, making the extended approach, capable of capturing the degradation of the material under torsional loading conditions. As in the studied problem the macroscopic behavior of the material is completely elastic, in the proposed formulation, a multiscale approach is also used, where the elastic behavior at the macroscopic scale and at the microscale an elastoplastic behavior, making it possible to apply the principle of continuous damage. Finally, to show the robustness and predictive capacity of the model, we used data from the literature for conventional fatigue tests, under force control, considering trative loading with load ratio equal to -1, reversible torsional loading and proportional axial / torsional travel. In these tests, it is observed that the model was able to calculate the life of the test body within a dispersion range of two, for life less than 106 cycles, and within a dispersion range equal to four, for lives greater than 106 cycles. Thus, the fretting tests were then simulated through the developed formulation, where it was also possible to observe good predictive capacity for the model, always within a dispersion range equal to two. As conclusions, it was possible to verify that the pressure in the shoe is able to introduce a field of plastic deformation to the problem, here it is observed a level of hardening of the material capable of contributing positively to the life of fatigue- fretting, that is, the higher the pressure applied, the longer the observed and calculated life for the problem. Also, considering the same level of pressure in the pad, it is observed that life decreases with increasing loading amplitude.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Appears in Collections:ENM - Doutorado em Ciências Mecânicas (Teses)

Show full item record Recommend this item " class="statisticsLink btn btn-primary" href="/handle/10482/35565/statistics">



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.