Estudo numérico e experimental do efeito da tensão de triaxialidade em aço aplicado à indústria naval

Abstract

Nesta contribuição, é realizado um estudo do comportamento mecânico do aço U2, da série 1524, comumente utilizado em aplicações na Indústria Naval. O estudo aqui realizado é com relação ao comportamento do material para diferentes condições e triaxialidade, de forma a se buscar entender a reação do material para diversas formas de carregamento. Para tanto, são realizados ensaios experimentais de carregamento monotônico em diferentes Corpos de Prova do material, de modo a se definir as curvas de reação do aço U2 para diversas condições de triaxialidade. Para tanto, são elaborados Corpos de Prova com diferentes condições de entalhe, de modo a se representar os diversos níveis de triaxialidade estudados, possibilitando a definição de um mapeamento do comportamento do material para casos de carregamento trativo. De forma a buscar uma metodologia para a previsão do material para diferentes condições de triaxialidade, também são realizados estudos numéricos por meio do Método dos Elementos Finitos utilizando o modelo elastoplástico de Bai. O estudo numérico aqui proposto tem o objetivo de encontrar uma calibração do modelo que seja ótima para o caso do material estudado neste trabalho. Como comparação, as mesmas análises pelo Método de Elementos Finitos também são realizadas utilizando o modelo elastoplástico de von Mises, de forma a comparar os resultados dos dois modelos e justificar a utilização de um modelo mais complexo em determinados casos de condição de carregamento. A comparação dos resultados experimentais com as simulações numéricas indicou uma boa correlação entre os modelos elastoplásticos e o comportamento real do material, obtido experimentalmente. No entanto, para condições de tensão de triaxialidade maiores, o erro associado ao efeito da tensão de triaxialidade se mostrou evidente nas soluções pelo modelo de von Mises, tornando o modelo de Bai mais adequado para essas condições.