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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2016.tde-01022016-153904
Documento
Autor
Nome completo
Aristides Alves Messias Filho
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2006
Orientador
Banca examinadora
Bose Filho, Waldek Wladimir (Presidente)
Ferreira, Itamar
Spinelli, Dirceu
Título em português
Estimativa da razão de carga a partir da análise fratográfica da relação entre a altura e espaçamento inter-estrias de uma liga de Alumínio aeronáutica AMS 7475-T7351
Palavras-chave em português
Altura de estria
Análise de falha
Análise quantitativa fratográfica
Curva da/dN x ΔK
Espaçamento inter-estrias
Propriedades mecânicas
Resumo em português
Este trabalho visa determinar a razão de carga cíclica R através da medida, na superficie de fratura, da relação entre a largura inter-estrias (s) e a altura da estria (H). É de conhecimento que o espaçamento (s) se correlaciona com a taxa de crescimento da trinca da/dN, enquanto que a curva da/dN x ΔK depende da razão de carga R. Para esta avaliação, corpos de prova do tipo compacto C(T) foram extraídos na orientação LT do centro de uma placa laminada da liga de alumínio SAE-AMS 7475 T7351 para realização dos ensaios de propagação de trinca por fadiga. Estes ensaios foram realizados de duas formas diferentes. A primeira, para obtenção de dados relativos à região II da curva da/dN x ΔK, sendo, neste caso, utilizadas quatro diferentes razões de carga (R=O,1; R=0,3; R=0,5; R=0,7). No outro caso, os ensaios de fadiga foram realizados sob ΔK constante e utilizados os mesmos quatro níveis de razão de carregamento R para determinação da curva da/dN x ΔK constante. Os níveis de ΔK aplicados foram tomados na região de Paris da curva da/dN x ΔK. A análise fratográfica por microscopia eletrônica foi conduzida nas superfícies dos corpos de prova do ensaio de fadiga com ΔK constante. Isto foi feito para determinar os espaçamentos inter-estria (s) e a altura H das estrias para cada nível de ΔK aplicado. Observou-se que a taxa de crescimento da trinca (da/dN) e o espaçamento inter-estrias (s) sofrem influência direta com a variação do fator de intensidade de tensão (ΔK), entretanto, observou-se, também, que a relação de proporcionalidade de 1:1 entre eles somente é válida para níveis de da/dN variando entre 0,1 a 1 μ/ciclo. Os valores da morfologia da estrias (H/s) sofrem influência significativa com o aumento da razão de carga R, entretanto, ficou evidenciado que o fator de intensidade de tensão máxima Kmáx. não tem influência nesta relação. Evidenciou-se que a largura da estria corresponde à taxa de crescimento da trinca (da/dN), e que a relação entre a altura e o espaçamento da estria (H/s) possui uma correspondência direta com a razão de carga R, que tem influência significativa sobre a propagação de trinca por fadiga.
Título em inglês
Estimation of the load ratios by quantitative fractographic analysis of the ratio between height and the striation spacing of an aeronautical aluminium alloy AI AMS 7475-T7351
Palavras-chave em inglês
Failure analysis
Fatigue crack growth
Fractographic quantitative analysis
Height of striation
Mechanical properties
Striation spacing
Resumo em inglês
This work aims at to method to determine the load ratio R through of measure, on the fractured of surfaces the relation between the width striation spacing (s) and the height of the striation (H). It is of knowledge that the spacing (s), if correlates with the fatigue crack growth rates da/dN, whereas the curve da/dN x ΔK depends on the load ratio R. For this evaluation compact tension C(T) specimens had been extracted in the L- T orientation of a laminate plate of the aluminum alloy SAE-AMS 7475 T7351.These test had been carried out of two different forms. The first one, for attainment of relative data to region II of the curve da/dN x ΔK, being, in this in case that used four different load ratios (R=O,1; R=0,3; R=0,5; R=0,7). In the other in case that, the fatigue crack growth rates had been carried out under ΔK constant and used same the four levels of load ratios R for determination of the curve of constant da/dN x ΔK. The applied levels of ΔK had been taken in the region II of the curve da/dN x ΔK. The fractographic analysis for electronic microscopy was lead on the surfaces of the specimens tested in fatigue with constant ΔK. This was made to determine the striation spacing (s) and height (H) of the striations for each constant level of ΔK. It was observed that the fatigue crack growth rates (da/dN) and the striation spacing (s) suffers direct influence with the variation of ΔK. Also, was observed that the relation of proportionality of 1:1 between them is only valid for levels of da/dN in the range of 0,1 to 1,0 mm/cycle. The values of the relationship of the striation dimensions (H/s) suffer significant influence with the increasing of load ratios R. However, were evidenced that the value of Kmax. does not have influence in this relationship. It was found that the width of the striation corresponds to the value of (da/dN) and that the relation between the height and the striation of spacing (H/s) had a direct correspondence with the load ratios R that has signifficant effect on the fatigue crack growth rates.
 
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Data de Publicação
2016-02-01
 
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