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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2011.tde-02052011-121207
Documento
Autor
Nome completo
João Guilherme Brigoni Massoti
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2011
Orientador
Banca examinadora
Ruggieri, Claudio (Presidente)
Miranda, Carlos Alexandre de Jesus
Souza, Roberto Martins de
Título em português
Metodologia para análise de defeitos em rolamentos e cálculo da vida remanescente à fadiga.
Palavras-chave em português
Fadiga
Fator de intensidade de tensões
Modo misto
Rolamento
Resumo em português
Este trabalho apresenta os principais fenômenos que regem a propagação de trincas em anéis de rolamentos, por meio da aplicação de conceitos da Mecânica da Fratura Elástica Linear e Fadiga. O estado complexo de tensões atuante sobre o anel do rolamento culmina em carregamento modo misto sobre as paredes da trinca. Para o problema de rolamento proposto, são considerados os modos de abertura e de cisalhamento puro no plano do defeito, sob regime cíclico. O fator de intensidade de tensões K e a integral J são parâmetros que estabelecem condições de fratura e são suficientes, para caracterizar a criticidade de trincas instaladas em anéis de rolamentos. A avaliação da criticidade de defeitos é baseada na aplicação de Critérios de Falha distintos, oriundos de literaturas especializadas. A partir dos parâmetros de fratura, K e J , e da avaliação da criticidade de defeitos é possível determinar a vida remanescente à fadiga, por meio de modelos que descrevem a taxa de propagação de trincas. Os resultados indicam que o modo misto de carregamento de trinca considerado na dissertação, é um dos parâmetros mais importantes a considera-se na nucleação e propagação de defeitos em rolamentos, e são responsáveis por uma redução significativa da vida à fadiga originalmente estipulada.
Título em inglês
Cracks and fatigue remaining life assessment of rolling bearings.
Palavras-chave em inglês
Bearings
Fatigue
Mixed mode
Stress intensity factors
Resumo em inglês
This work presents the main phenomenon that governs the crack propagation in bearing rings, through the application of Linear Elastic Fracture Mechanics and Fatigue concepts. The complex stress state acting on the bearing ring produces a mixed mode loading over the crack faces. The proposed bearing problem considers a tensile mode and pure shear mode in the plane of the defect, both under a cyclic regime. The stress intensity factor K and the J -integral parameters define the fracture conditions and suffice to characterize the severity of cracks developed in bearing rings. The procedure for defect assessment is based on the application of different failure criteria. Using parameters, K and J, coupled to the defect assessment procedures, it is possible to estimate the remaining fatigue life, through models that describe the crack propagation rate. The results indicate that the mixed mode loading considered in this work is one of the most important parameters in nucleation and propagation of bearing defects and are responsible for a significant reduction in the original estimation of fatigue life.
 
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Data de Publicação
2011-05-19
 
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