Avaliação e comparação de diferentes modelos de fadiga na estimativa de vida em metais sujeitos a carregamentos multiaxiais

dc.contributor.advisorCardoso, Raphael Araújo
dc.contributor.advisorID0000-0003-1057-4430pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4020351126682611pt_BR
dc.contributor.authorAlmeida, Marcelo Torres Lima de
dc.contributor.referees1Dias, Avelino Manuel da Silva
dc.contributor.referees2Ferreira, Evans Paiva da Costa
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6994798590609919pt_BR
dc.date.accessioned2021-09-24T00:20:28Z
dc.date.available2021-09-24T00:20:28Z
dc.date.issued2021-09-14
dc.description.abstractThe present work aims to evaluate different fatigue models in estimating the fatigue life of metals subjected to multiaxial loadings. Mechanical components often experience dynamic loads, which might result in the initiation of cracks due to fatigue damage, which is responsible for nearly 90% of all failures in mechanical components. In this setting, it is important to evaluate and validate fatigue models capable of predicting these failures. This work evaluates three different multiaxial fatigue models, namely: the Smith, Watson and Topper (SWT) model, the Modified Wöhler Curve Method (MWCM) and a model based on equivalent stresses associated with Goodman's criterion. In order to evaluate and conduct a comparative analysis among them, they were implemented and life estimate results were compared with experimental observations available in the literature. In this case, it was possible to verify the response of each model in terms of the following loading parameters: multiaxiality, mean stress and phase difference. Concerning the implemented models, the MWCM, in general, provided the best estimates. Most of its life estimates were under a factor 4 error region, with a conservative tendency. The SWT model systematically failed to capture the mean stress effect, leading to very optimistic estimates in some cases. The equivalent stress-based model, despite its simplicity, provided satisfactory results overall speaking. However, this model tends to provide overly conservative predictions when in presence of mean stresses.pt_BR
dc.description.resumoO presente trabalho tem como propósito avaliar diferentes modelos de fadiga na estimativa de vida de metais submetidos a carregamentos multiaxiais. Componentes mecânicos geralmente estão sujeitos a cargas dinâmicas, podendo resultar na iniciação de trincas devido ao efeito da fadiga, que é responsável por cerca de 90% de todas as falhas em componentes mecânicos. Nesse sentido, torna-se importante a avaliação e validação de modelos de fadiga capazes de prever essas falhas. Esse trabalho avalia três diferentes modelos de fadiga multiaxial, sendo estes: o modelo de Smith, Watson e Topper (SWT), o Método das Curvas de Wöhler Modificadas (MWCM) e um modelo baseado em tensões equivalentes em conjunto com o critério de Goodman. A fim de avaliar e conduzir uma análise comparativa entre os mesmos, esses foram implementados e os resultados de estimativa de vida foram confrontados com observações experimentais disponíveis na literatura. Nesse caso, foi possível avaliar a resposta de cada modelo em termos dos seguintes parâmetros de carregamento: multiaxialidade, tensão média e diferença de fase. Dentre os modelos implementados, o que forneceu melhores previsões, de forma geral, foi o MWCM. A maioria das suas estimativas de vida ficou dentro de uma região de fator 4 de erro, com uma tendência em ser conservador. O modelo SWT falhou sistematicamente em capturar o efeito da tensão média, levando a estimativas muito otimistas em alguns casos. Já o modelo baseado em tensão equivalente, apesar de sua simplicidade, forneceu bons resultados no geral. Entretanto, esse modelo tende a ser muito conservador quando tem-se tensões médias.pt_BR
dc.identifier.citationALMEIDA, Marcelo Torres Lima de. Avaliação e comparação de diferentes modelos de fadiga na estimativa de vida em metais sujeitos a carregamentos multiaxiais. 2021. 21f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica), Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/37997
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia Mecânicapt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programEngenharia Mecânicapt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectFadiga multiaxialpt_BR
dc.subjectTensão médiapt_BR
dc.subjectSWTpt_BR
dc.subjectMWCMpt_BR
dc.subjectEstimativa de vidapt_BR
dc.titleAvaliação e comparação de diferentes modelos de fadiga na estimativa de vida em metais sujeitos a carregamentos multiaxiaispt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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