Tesis
Previsão de vida em fadiga em fios de alumínio liga contendo microfuros utilizando métodos numéricos
Fecha
2018-11-27Registro en:
GONZÁLEZ MARTÍNEZ, Jesús Mauricio. Previsão de vida em fadiga em fios de alumínio liga contendo microfuros utilizando métodos numéricos. 2018. xxi, 85 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Autor
González Martínez, Jesús Mauricio
Institución
Resumen
Diversos trabalhos têm mostrado que a fadiga por fretting é a principal causa de falha mecânica em um cabo condutor de energia elétrica e que este fenômeno pode ser modelado como um problema de concentração de tensão. Neste sentido, este trabalho investiga a previsão de vida em fadiga de fios de alumínio liga 6201-T81, utilizados na fabricação de cabos condutores, com microfuros. Estes microfuros são concentradores de tensão que atuam como uma simplificação do problema de contato mecânico que ocorre nestes fios. Para a previsão de vida foi utilizada uma extensão da Teoria da Distância Crítica (TDC), onde o tamanho característico do material, LM, varia com o número de ciclos até a falha, Nf, estabelecendo uma relação LM (Nf). A calibração desta relação foi construída a partir de duas curvas S-N, uma para fios lisos (sem entalhe) e outra para fios com entalhe agudo. Para a validação e as análises dos resultados de previsão de vida nos fios foram avaliados dois tipos de microfuros: (i) furos passantes com diâmetros de 0,5 e de 0,7 mm e (ii) furos cegos com diâmetros e profundidades de 0,1x0,1mm, 0,35x0,3mm e 0,7x0,7mm, respectivamente. A exatidão das previsões de vida realizadas com os métodos do ponto (MP), da linha (ML) e do volume (MV) foram avaliadas considerando os dados previstos dentro de uma banda de dispersão de fator 3. Neste contexto, os furos passantes tiveram uma média de 90% dos dados e os furos cegos 0,35 e 0,7 uma média de 95%. Estes resultados indicam que estes tipos de furos mostraram uma excelente adesão às três metodologias utilizadas com poucas variações entre elas. Já o furo cego 0,1 apresentou resultados diferentes nas previsões de vida entre os métodos da TDC utilizados, sendo o ML o melhor deles com o 90% dos dados previstos. Esta diferença é atribuida ao efeito do tamanho, geométrico e estatístico. Em geral, o ML mostrou ser o melhor método para a previsão de vida à fadiga em fios com microfuros de qualquer tipo, mesmo quando existem gradientes de tensão severos. Isto indica que pode ser o método mais indicado em problemas de fadiga por fretting em fios e consequentemente, um passo intermediário para a construção de novos modelos de avaliação de dano em cabos condutores, utilizando métodos numéricos.