[en] FATIGUE CRACK PROPAGATION MODELLING BY ACCUMULATED DAMAGE INSIDE PLASTIC ZONE

[pt] MODELAGEM DA PROPAGAÇÃO DA TRINCA DE FADIGA ATRAVÉS DO DANO ACUMULADO NA ZONA PLÁSTICA

[pt] SAMUEL ELIAS FERREIRA

[pt] MECANICA DO MODELO DA FAIXA PLASTICA

[pt] DANO ACUMULADO A FRENTE DA TRINCA

[pt] FATOR DE INTENSIDADE DE TENSAO EFETIVO

[pt] FECHAMENTO DA TRINCA DE FADIGA

[en] STRIP-YIELD MODEL

[en] DAMAGE ACCUMULATION AHEAD OF THE CRACK TIP

[en] EFFECTIVE STRESS INTENSITY RANGE

[en] FATIGUE CRACK CLOSURE

[pt] Após identificar que uma trinca de fadiga permanecia fechada durante parte do ciclo, Elber assumiu que o dano era induzido apenas pela fração do carregamento acima da carga necessária para abrir a trinca. Diversos modelos foram propostos utilizando o Delta Keff como força motriz da propagação, como os modelos da faixa plástica (strip-yield), que são amplamente utilizados para prever vida residual de componentes trincados. Embora o fenômeno do fechamento da trinca esteja provado, sua real importância na propagação da trinca de fadiga ainda é controversa. Outros mecanismos, além do fechamento da trinca, foram utilizados na tentativa de explicar os efeitos de sequência do carregamento na propagação em amplitude variável como o campo de tensão residual à frente da trinca. Mesmo após mais de 50 anos de pesquisas desde a proposição da primeira regra de propagação por Paris ainda não há consenso nem sobre o mecanismo nem sobre a modelagem. Esse trabalho tem como objetivo apresentar uma modelagem para prever propagação da trinca de fadiga com base na hipótese de que o dano acumulado por deformação plástica seria a força motriz para propagação. A modelagem proposta se diferença de outros modelos de acúmulo de dano por permitir que o contato existente entre as superfícies da trinca exerça influência sobre as deformações plástica à frente de sua ponta. Os resultados mostram que a modelagem proposta possui capacidade de reproduzir curvas de propagação semelhante ao modelo strip-yield.

[en] After identify that a fatigue crack remains closed during part of the load cycle, Elber assumed the damage was induced only by the cycle part over the load required to open the crack. Several models were developed based on Delta Keff as the strip-yield ones, which are widely used to predict residual lives of cracked components. Although the crack closure phenomenon is well proven its actual significance for the propagation is still controversial. Others mechanisms, beyond the crack closure, were used in trying to explain the sequence effects on variable amplitude crack propagation like the residual stress field ahead of the crack tip. However even after more than 50 years of research since the first propagation rule proposed by Paris there is no neither about the mechanism neither about modelling. This work has the aim of present a modelling to predict fatigue crack growth based on the hypothesis that the damage accumulated by cyclic plastic strain would be propagation the drive force. The modelling proposed differs from others damage accumulation models by allowing the existed contact between the crack surfaces to exercise its influence on plastic strain ahead of the crack tip. The results show that the proposed model is able to reproduce propagation curves similar to the model strip-yield.

JAIME TUPIASSU PINHO DE CASTRO

MARCO ANTONIO MEGGIOLARO

JOSE LUIZ DE FRANCA FREIRE

JAIME TUPIASSU PINHO DE CASTRO

MARCO ANTONIO MEGGIOLARO

ANTONIO CARLOS DE OLIVEIRA MIRANDA

JOSE ALEXANDER ARAUJO

GUILHERME VICTOR PEIXOTO DONATO

2018-12-13

2018-09-12

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=35852@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.35852