Comportamento fractal de superfícies de fadiga em ligas aeronaúticas

Fracture surfaces express sequences of events of energy release with crack propagation in metal alloys, the evolution of topographic features can indicate the lines of load action, failures during the use or processing. The quantitative fractography is an important tool in the study of fracture surfaces, because it allows their interpretation and characterization. In order to evaluate the effectiveness of the characterization of fracture surfaces grounded on concepts such as selfsimilarity and self-affinity, it used the 15-5PH steel that was characterized by metallographic and tensile tests. The metallography allows the microstructural characterization of this steel and proved the presence of the martensite phase in the slats form and a fine-grained, both in the radial and in the axial direction of the dowel. The tensile test (ASTM E8) of this material allowed the determination of the mechanical properties, so based on the obtained results it was possible to affirm that the 15-5PH steel has high mechanical properties and a good stretch. Besides, the specimens also underwent testing of crack propagation, standardized by ASTM E647-00, thus it was obtained the fracture surfaces for characterization under monofractal and multifractal approaches. In front of all the exposed it was possible to conclude that in all measurements the correlation between the crack tip position and the fractal dimension was established in accordance with changes in the thickness and in the fracture micromechanisms presents. Furthermore, the multifractal approach was more sensitive to these variations allowing a more detailed characterization of the morphology

Interpretação da fadiga muscular por meio da eletromiografia durante corrida em esteira

O presente estudo teve como objetivo identificar a fadiga muscular por meio da amplitude e freqüência do sinal eletromiográfico (EMG) do músculo vasto lateral (VL) e reto femoral (RF) do membro inferior direito, durante protocolo incremental de corrida em esteira e nas contrações isométricas submáximas realizadas no início e após cada velocidade. Participaram deste estudo 07 voluntários saudáveis, do gênero masculino, experientes em corrida na esteira, com idade média de 25 anos (± 4,3), sem antecedentes de doenças músculo-esqueléticas nos membros inferiores e de antropometria semelhante. Foram realizadas três contrações isométricas voluntárias máximas (CIVM = 100%) de extensão do joelho para posterior determinação da contração submáxima de 50% da CIVM (CI-50%). O protocolo de corrida foi composto de um aquecimento de 5 minutos (9 km/h), e após iniciou-se o teste com velocidade inicial de 10 km/h e incremento de 1 km/h a cada 3 minutos, até a exaustão voluntária, havendo uma pausa entre cada velocidade de aproximadamente 2 minutos. Antes do início da corrida e após cada velocidade realizou-se uma contração isométrica com 50% da CIVM (CI-50%) de 5s de duração. No sinal eletromiográfico coletado durante a corrida, os valores de RMS (Root Mean Square) dos músculos VL e RF foram obtidos no período correspondente a um ciclo completo da passada a 10% e 100% do tempo analisado (120 segundos finais de cada velocidade) por meio de rotina específica (Matlab). No sinal eletromiográfico coletado durante as CI-50% (5s), os valores de RMS e FM (freqüência mediana) foram obtidos no período de 1s (intervalo de 1 a 2s). A normalidade dos dados foi determinada através do teste de Shapiro-Wilk. Utilizou-se teste-t de Student para amostras pareadas, e o nível de significância (p) adotado foi de p<0,05. Os resultados...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Análise do comportamento em fadiga de rodas ferroviárias fabricadas pelos processos de forjamento e fundição

Since the beginning of the railway industry until today, rail wheels are important components to the good working of a railway. For being a critical security item, design and maintenance are done with extremely care to avoid failures. Despite de fact of railway components be projected to support a big number of cyclic solicitation during its life, some accidents still occur. These accidents, despite the low frequency, always have great consequences, drawing in great financial, material, and people losses. Nowadays, railway component failure is relatively low, because it’s been projected to work below the materials Fatigue Resistance Limit, however, with the growing demand of faster trains and higher load for each axle, the occurrence probability is even bigger. This work includes a comparative study of two fabrication processes (casting and forging) applied in the production of rail wheels where it was measured the mechanical properties of traction and fatigue. The study also verified through microstructural analysis, hardness, traction and fatigue tests, statistical analysis of fatigue test results and fractographic analysis that forging process lead to better correlations between fatigue life and mechanical properties, providing more security in railroads, less wagon retention caused by corrective maintenance and smaller operational cost with its use

Estudo do efeito da classe de furação na resistência à fadiga em junta alumínio – fibra de carbono

This work performs a comparative study of fatigue life of riveted lap joints involving classes of drilling which adjustment is made with interference or clearance. For this study, representative specimens of this joints were manufactured with four rivets distributed in two rows. In this context, are presented the test matrix, the methodology employed in performing of the tests, the used mathematical modeling, and that methods that are the basis for the latter are described through the theoretical foundation. Next, are present the results obtained in fatigue tests and images of the region of failure of the specimens. Finally, are present some comments and conclusions related to the results obtained

Estudo do comportamento em fadiga de um tubo de aço API 5CT soldado por resistência elétrica

The oil extraction in deep waters sparked new areas of knowledge, the creation of engineering courses dedicated just to these processes and a wide field of analysisvoiding multiple impacts in case of faults, mainly the economic and environmental. This paper aims to show on the effects and causes of fatigue failure in steel tubes used for oil and gastransportation (linepipe), mainly caused by vortex induced vibrations, or VIV. To make this, through laboratory tests, it found trough the curve Stress versus Number of Cycles, and thus estimating that with a stress value of 350 MPa or less, the fatigue life cycle of the API 5CT T95 (1% Cr) pipe is estimated infinite. It could conclude that the analyzed material has good fatigue failure resistance for offshore use, taking into account only the influence of VIV's, since there are no stress concentrators

Análise de falhas por fadiga de alto ciclo em eixos de transmissão utilizando o método dos elementos finitos

This work presents a study that aims to validate the fatigue analyses developed on finite element commercial software, ANSYS Workbench. It was based on mechanical tests development of traction and hardness, to verify the mechanical properties of material that the shaft was manufactured (ABNT 1045 steel), it was developed bend test, with purpose to prove the confiability degree of computational analyses, obtaining the maximum stress in a work condition determined with 40 [kgf] of load applied, and at the end, was developed the fatigue test to obtain the number of cycles that the transmission shaft can support in a work condition with 8 [kgf] of load applied. The results obtained during the work present, have to be quite satisfactory with the theoretically expected

Estudo em fadiga no aço API 5L X80 soldado pelo processo HF/ERW

The technological advancement in order to improve the methods of obtaining energy sources such as oil and natural gas is mainly motivated by the recent discovery of oil reserves. So, increasingly , there is a need for a thorough knowledge of the materials used in the manufacture of pipelines for transportation and exploration of oil and natural gas. The steels which follow the API standard (American Petroleum Institute), also known as high strenght low alloy (hsla), are used in the manufacture of these pipes, as they have, with their welded joints, mechanical properties to withstand the working conditions to which these ducts will be submitted . The objective of this study is to evaluate the fatigue behavior in microalloyed steel grade API 5L X80 welded by process HF / ERW . For this, axial fatigue tests to obtain S-N curve (stress vs. number of cycles ) were conducted. To complement the study, it was performed metallographic , fractographic , Vickers hardness tests and tensile tests to characterize the mechanical properties of the steel and check whether the values satisfy the specifications of the API 5L standard . From the fatigue tests , it was concluded that the surface finish influences directly on the fatigue life of the material

Comparação do efeito da fadiga muscular no andar livre e adaptativo entre adultos jovens e idosos

A fadiga muscular é definida como uma falha no sistema neuromuscular na capacidade de gerar uma força requerida ou esperada. Quanto maior a idade do indivíduo, maior é a probabilidade de chegar à fadiga, aumentando o risco de quedas. Dessa forma, a fadiga pode influenciar no andar dos indivíduos, causando prejuízos no controle postural e podendo causar lesões músculo-esqueléticas A partir dos estudos realizados, percebe-se que a fadiga muscular pode prejudicar o desempenho do andar, sendo ele adaptativo ou não. O objetivo do estudo foi analisar e comparar a influência da fadiga muscular sobre os parâmetros cinemáticos do andar livre e adaptativo entre adultos jovens e idosos. Participaram do estudo 20 indivíduos, distribuídos em dois grupos etários: Adulto Jovem - 20 a 40 anos; e Idoso - a partir de 60 anos. Os participantes realizaram o andar livre e adaptativo percorrendo uma distância retilínea de 8 metros sobre um carpete de borracha com 1,4m de largura. Foram realizadas 6 tentativas para cada condição experimental. Para a coleta dos dados cinemáticos dos ciclos do andar definidos foi utilizado um sistema tridimensional (3D) optoeletrônico de análise do movimento (OPTOTRAK Certus – 3D Motion Measurement System, NDI), com precisão de 0,1 mm, posicionado no plano frontal, face anterior, ao movimento do participante, com frequência de 100 Hz. A indução a fadiga será através da tarefa de sentar e levantar. Para a comparação entre os dois grupos foram analisados as seguintes variáveis espaciais e temporais do andar livre e adaptativo: comprimento de cada passo, largura de cada passo, velocidade média do andar, distância horizontal pé-obstáculo antes da ultrapassagem, distância horizontal depois do obstáculo e distância vertical péobstáculo. Estas variáveis foram analisadas durante o ciclo do andar antes e após fadiga muscular.

Efeitos da fadiga relacionada ao trabalho sobre a força manual em funcionários do restaurante universitário e da administração do IGCE da Unesp

Têm-se preocupado cada vez mais com a saúde do trabalhador manual, que vem sendo prejudicada com as altas demandas de trabalho repetitivo sem a devida recuperação, aumentando os riscos de lesão. A fadiga muscular tem se mostrado um importante fator responsável pelo aumento do risco de lesão, pois deixa a musculatura enrijecida e com pouca resistência muscular para suportar a demanda de trabalho. Este estudo pretende evidenciar a diminuição da força de resistência muscular devido ao acúmulo de fadiga residual do trabalho, através da dinamometria manual. Foram escolhidos 16 sujeitos, funcionários do Restaurante Universitário e da administração do Instituto de Geociências (IGCE) da UNESP campus Rio Claro, que realizam trabalho manual repetitivo. Entre os 16 sujeitos, haviam 11 mulheres (com média de idade 48,8 ± 12,4, e média de IMC 26,9 ± 4,8) e 5 homens (com média de idade 45,9 ± 14,8 e média de IMC 25,3 ± 6,5). Foi realizado o teste de preensão manual onde os sujeitos realizavam 10 contrações rápidas e de máxima força, com intervalo de 3 segundos entre cada contração, mas foram utilizadas para análise as contrações 1, 5 e final.. O teste foi realizado com ambas as mãos na Segunda-feira e na Sexta-feira, no período da manhã e da tarde. Analisando-se os resultados obtidos para a mão não-dominante, pudemos observar uma queda nos valores de média de força manual ao longo das contrações, sendo que na sexta-feira a queda é maior que na segunda-feira, e à tarde a queda é maior que no período da manhã. Para a mão dominante, essa queda maior ocorreu na sextafeira à tarde, momento de maior acúmulo de fadiga residual. Podemos concluir com este estudo, que a fadiga residual do trabalho interfere na queda de desempenho de força dos funcionários, sendo a mão não-dominante mais influenciada pela fadiga...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Estudo de falhas por fadiga em caldeiras

In recent years, increasing demand for energy has led to studies to increase the amount of electricity produced. Due to this fact, more and more boilers are becoming important sources of electricity generation. To raise the efficiency of energy generated in the boilers is necessary to raise the steam pressure and temperature to values previously unimaginable. The use of more resistant materials and maintenance practices and most appropriate operation made it possible. The objective of this study is to test the main types of failure in a chemical recovery boiler, in particular due to fatigue in the superheater, because it is a component subjected to high temperatures and thus more subject to different failures. In this manner this study aims to reduce the incidence of unscheduled maintenance shutdowns, increasing the operation time under appropriate conditions. Modeling performed in this study, the failure did not occur, because we considered only the mechanical stress. Under normal conditions, mechanical stress in combination with thermal stresses can cause cracks in the tubes due to cyclical stresses, leading to fatigue failure

Análise de fadiga em rodas automotivas utilizando método dos elementos finitos

The increasing search for better performance at the automotive industry, especially on the matter of fuel consumption, caused a progressive evolution of industrial technology. For the wheel this study is based on the try of reducing mass and decreasing the moment of inertia, characteristics that directly reflect on the performance parameter, as consumption and acceleration, so that it also is effective on the growth of the profit margin, since it reduces the costs of the locomotion. In this paper will be applied the Finite Element Analysis to explain the wheel behavior and identify ways to improve the performance. To the analyze it will be simulated a test condition established by ABNT NBR 6751:2009 foreseeing a possible collapse through general yielding and fatigue. The load here presented results from the equation presented on the norms and in the datas provided by the manufacturer

Fadiga axial do aço inoxidável 15-5 PH tratado pela implantação iônica por imersão em plasma

When materials for application in aircraft structural components are studied, it must be considered that they will be submitted to cyclic loading, and this is an important parameter to design the study in fatigue life of the materials. Whereas, for example, a landing gear operation, the study of fatigue life and corrosion in the materials used in it is essential, especially when you want to use new techniques for surface treatments. The objective is to study the influence of surface treatment of immersion ion implantation nitrogen plasma, in axial fatigue of Stainless steel 15-5 PH in 39-42 HRC condition. Stainless steel 15-5 PH was tested in axial fatigue and corrosion in salt spray. It was also performed microindentation tests, optical microscopy for microstructural analysis and scanning electron microscopy for fractographic analysis. It was observed that the 3IP had no effect on the thickness of the material and not the hardness of it, and still provided a significant increase in fatigue life of the material

Estudo do efeito do processo de shot peening na taxa de propagação de trinca por fadiga na liga aeronáutica 2024 - T3

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Fadiga em compósitos 5HS carbono/epóxi processados via RTM: relação entre cargas axiais no plano e modos de delaminação

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Influência de três tratamentos de superfície para cerâmicas a base de zircônia na resistência adesiva e no comportamento à fadiga do material

Pós-graduação em Odontologia Restauradora - ICT