[pt] COMPARAÇÃO ENTRE AS ABORDAGENS MCC E MRH PARA DETERMINAÇÃO DA AMPLITUDE DA TENSÃO CISALHANTE NO PLANO CRÍTICO

[en] COMPARISON BETWEEN THE MCC AND MRH APPROACHES FOR DETERMINING THE SHEAR STRESS AMPLITUDE IN THE CRITICAL PLANE

[pt] INDICE DE ERRO

[pt] CONDICAO DE CARREGAMENTO

[pt] MRH

[pt] MCC

[pt] ORIENTACAO CRITICA

[pt] AMPLITUDE DE TENSAO CISALHANTE

[pt] MAXIMA TENSAO NORMAL

[pt] CRITERIO DE FADIGA MULTIAXIAL

[pt] PLANO CRITICO

[en] ERROR INDEX

[en] LOADING CONDITION

[en] MRH

[en] MCC

[en] CRITICAL ORIENTATION

[en] SHEAR STRESS AMPLITUDE

[en] MAXIMUM NORMAL STRESS

[en] MULTIAXIAL FATIGUE CRITERION

[en] CRITICAL PLANE

[pt] Critérios de fadiga multiaxial baseados em plano crítico utilizam a amplitude de tensão cisalhante e a máxima tensão normal para determinar se o componente carregado ciclicamente terá ou não vida infinita em fadiga. A metodologia numérica MCC (mínima circunferência circunscrita), embora muito empregada, apresenta como limitação o fato de não ser capaz de levar em conta efeitos de não proporcionalidade da trajetória do vetor tensão cisalhante. O método MRH foi criado para ser mais simples, sendo também um método numérico que, além de ter menor custo computacional, tem tendência a dar resultados mais conservadores que MCC. Neste trabalho, foram utilizadas as mesmas 21 condições de carregamento para comparar MCC e MRH na obtenção da amplitude de tensão cisalhante aplicadas aos critérios de fadiga multiaxial de Matake, Susmel & Lazzarin, Findley e Carpinteri & Spagnoli, gerando tabelas e gráficos com relação às orientações dos planos críticos obtidos, máxima tensão normal, amplitude de tensão cisalhante e índice de erro. Para as condições de carregamento síncronas, o método analítico para obtenção da amplitude de tensão cisalhante foi também comparado aos MCC e MRH. Além disso, para as condições de carregamento assíncronas, a tensão equivalente de Von Mises foi calculada para os planos críticos acusados por MCC e MRH utilizando o critério de Matake. Concluiu-se que os planos críticos e suas respectivas tensões só se diferem entre MCC e MRH para os critérios de Matake e Susmel & Lazzarin e, mesmo para esses critérios, somente duas condições de carregamento síncronas deram resultados destoantes. Dentre as condições assíncronas, as amplitudes de tensão cisalhantes obtidas por MRH são em média 30 MPa superiores às obtidas por MCC, enquanto as máximas tensões normais são pelo menos 90 MPa menores. As orientações críticas das condições assíncronas para MCC foram no ângulo 𝜃 = 90⁰, enquanto, para MRH, foram em 𝜃 = 45⁰ e 135⁰. Para todos os planos críticos obtidos por MRH, a tensão equivalente de Von Mises máxima é inferior à obtida nos planos com MCC.

[en] Critical plane-based multiaxial fatigue criteria utilize the shear stress amplitude and maximum normal stress to determine whether or not the cyclically loaded component will have infinite fatigue life. The numerical methodology MCC (minimum circumscribed circle), although widely used, has as a limitation the fact that it is not capable of taking into account effects of non-proportionality of the trajectory of the shear stress vector. The MRH method was created to be simpler, and is also a numerical method that, in addition to having lower computational cost, tends to give more conservative results than MCC. In this work, the same 21 loading conditions were used to compare MCC and MRH in obtaining the shear stress amplitude applied to the multiaxial fatigue criteria of Matake, Susmel & Lazzarin, Findley and Carpinteri & Spagnoli, generating tables and graphs in relation to the guidelines of the critical planes obtained, maximum normal stress, shear stress amplitude and error index. For synchronous loading conditions, the analytical method for obtaining the shear stress amplitude was also compared to MCC and MRH. Furthermore, for the asynchronous loading conditions, the Von Mises equivalent stress was calculated for the critical planes accused by MCC and MRH using the Matake criterion. It was concluded that the critical planes and their respective stresses only differ between MCC and MRH for the Matake and Susmel & Lazzarin criteria and, even for these criteria, only two synchronous loading conditions gave conflicting results. Among the asynchronous conditions, the shear stress amplitudes obtained by MRH are on average 30 MPa higher than those obtained by MCC, while the maximum normal stresses are at least 90 MPa lower. The critical orientations of the asynchronous conditions for MCC were at angle θ=90⁰, while for MRH they were at θ=45⁰ and 135⁰. For all critical planes obtained by MRH, the maximum Von Mises equivalent stress is lower than that obtained in the planes with MCC.

MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

TIAGO LIMA D ALBUQUERQUE E CASTRO

2023-12-20

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.65648