Somos um laboratório que desenvolve pesquisa e desenvolvimento na área de fadiga de altíssimo ciclo, para o segmento industrial […]
Vida-fadiga sob altíssimo número de ciclos
Embora se reconheça a importância da avaliação do comportamento em fadiga de materiais e componentes em regimes de serviço de longa duração, os critérios de projeto são desenvolvidos, usualmente, com base numa vida-fadiga de 106 – 107 ciclos, muito abaixo dos 109 – 1012 ciclos alcançados por componentes que experimentam uma super longa vida em fadiga.
A fadiga de altíssimo ciclo estabeleceu que uma tensão limite de fadiga (endurance limit) não existe em muitos casos (Figura 1). Por exemplo, nos materiais ferrosos se considera a existência de vida infinita quando submetidos a tensões cíclicas abaixo do limite de fadiga. Porém, estudos apontam para falhas de ligas ferrosas em até 109 ciclos, resultado da iniciação de trincas subsuperficiais ou internas, associadas com defeitos locais nos materiais (Figura 2). Assim, há uma crescente compreensão de que um projeto seguro em fadiga, baseado no critério da vida infinita do material, pode ter se tornado inadequado em certos casos. Alguns materiais exibem um limite de fadiga que decresce continuamente após um grande número de ciclos (106 – 109), tornando a resistência à fadiga num dado número de ciclos mais importante do que o próprio limite de fadiga.
Por outro lado, ensaios de fadiga convencionais acima de 107 ciclos são muitíssimos demorados, o que torna onerosa e desestimulante sua realização (Figura 3). A disponibilização de tecnologias ultrassônicas para ensaios de fadiga, baseadas em princípios físicos de ressonância e que permite testes com frequências de até 20 KHz (Figura 3), reduziu de maneira considerável o tempo de máquina, fazendo com que 109 e 1010 ciclos sejam alcançados em 14 horas e 6 dias, respectivamente. Para uma comparação entre tempos de máquina, em ensaios com frequências de 300 KHz, 109 e 1010 ciclos são atingidos em 4 meses e 3 anos, respectivamente.
