Concetração de Tensões Sensibilidade

Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Entalhe ou descontinuidade é um termo genérico neste contexto e refere-se a qualquer contorno geométrico que interrompa o “fluxo de forças” pela peça. Uma descontinuidade pode ser um furo, uma ranhura, um chanfro, uma mudança abrupta na seção transversal ou qualquer interrupção nos contornos lisos da peça. Na discussões anteriores sobre concentração de tensões, no qual apenas cargas estáticas eram consideradas, os efeitos de concentração de tensões eram apenas importantes para materiais frágeis. Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Supôs-se que os materiais dúcteis escoariam na região de concentração de tensões, aliviando-se as tensões até níveis aceitáveis. Na presença de cargas dinâmicas a situação torna-se diferente, já que materiais dúcteis se comportam como se fossem frágeis em falhas por fadiga. Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Sensibilidade ao Entalhe: Os materiais apresentam diferentes sensibilidades a concentrações de tensao, denominadas sensibilidade ao entalhe do material. Em geral, quanto mais dúctil é o material, menor sua sensibilidade ao entalhe. Materiais frágeis são mais sensíveis a descontinuidades. Como ductibilidade e fragilidade dos metais estão fortemente relacionadas à resistência e à dureza, materiais de baixa resistência e pouco duros tendem a ter menor sensibilidade a descontinuidades frente aos de alta resistências e duros. Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Sensibilidade ao Entalhe σ_max = K_t σ_nom τ_max = K_ts τ_nom COMPUTED FROM FLEXURE FORMULA BASED ON MINIMUM DEPTH, d M σ_nom τ_nom σ_actual n ACTUAL STRESS DISTRIBUTION FOR NOTCHED SECTION f ACTUAL STRESS DISTRIBUTION FOR STRAIGHT SECTION (LINEAR) Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Concentração de Tensões na Solicitação Estática: Materiais dúcteis: Escoam localmente em torno do ponto de aumento de tensão. Os efeitos da concentração de tensões são minimizados. Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Concentração de Tensões na Solicitação Estática: Materiais Frágeis: Não escoam localmente, Os efeitos da concentração de tensão são importantes mesmo sob cargas estáticas, Para materiais fundidos os efeitos dos concentradores de tensão podem ser ignorados ( presença de defeitos pré-existentes) Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Determinação dos Fatores Geométricos de Concentração de Tensões K_t = 1 + 2 \left( \frac{a}{c} \right) Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Determinação dos Fatores Geométricos de Concentração de Tensões where: D / d A b 2.00 1.014 0.300 35 1.50 0.999 0.287 31 1.30 0.984 0.280 27 1.20 0.976 0.272 21 1.15 0.968 0.267 17 1.12 0.961 0.264 14 1.10 0.956 0.263 11 1.07 0.948 0.260 8 1.05 0.944 0.259 6 1.02 0.938 0.258 3 1.00 0.984 14 10 0 Departamento de Engenharia Mecânica Programa de graduação Determinação dos Fatores Geométricos de Concentração de Tensões 3.0 2.8 2.6 2.4 k, 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0 D/d = 6.0 3.0 a 1.50 1.30 1.20 = 1.05 . . . . . . . . . . . 1.03 1.02 0.05 0.10 0.15 rld 0.20 0.25 0.30 K, = A() where: D/d A b 6.00 3.00 2.00 1.50 1.20 1.10 1.03 1.02 1.01 0.878 68 0.893 34 0.908 79 0.926 49 0.940 35 0.949 59 0.990 83 0.998 96 1.033 49 -0.332 43 -0.34033 -0.285 98 -0.25799 -0.21779 -0.19459 0.059 56 0.027 99 0.170 32