TESTES DE FADIGA

Nesta seção são mostradas as diferentes formas para a realização de testes de fadiga.

2.8.1 Objetivos dos Testes de Fadiga

Os testes acelerados de fadiga têm como objetivo a realização de uma avaliação de durabilidade de determinado componente ou sistema de forma mais rápida do que se estivesse na sua utilização normal. Com isto consegue-se realizar a aprovação do componente em um tempo menor, o que diminui o tempo de desenvolvimento e o custo do teste. Outro objetivo é também realizar o teste de forma mais controlada, comparando-se

com um teste realizado no campo pelo próprio cliente, em que são necessários vários modelos, testados em diversos clientes, pois não se tem o conhecimento exato da utilização de cada um dos clientes. As condições das estradas poderão variar com o tempo, entre outras variações que são difíceis de rastrear. A utilização do veículo em seu local real de utilização é o que mostrará os resultados mais confiáveis, mas como informado, o tempo e o custo para se obter estas informações praticamente tornam este método inviável.

O acompanhamento dos produtos em campo é recomendado para se obter dados para serem utilizados em novos desenvolvimentos.

2.8.2 Teste de Fadiga em Campo de Provas

O teste em campo de provas tem como objetivo a redução das incertezas existentes no campo e a aceleração do teste conforme descrito. Um campo de provas deve possuir um controle da severidade das suas pistas, as mesmas devem possuir uma variação menor na severidade comparando-se com as vias públicas.

Uma das vantagens dos testes em campo de provas em relação aos testes de bancada é que o veículo poderá ser testado como um todo. E estará submetido a detalhes que na maioria das vezes não existem nos testes de bancada e poderão interferir nos testes, como água, corrosão, pó, impacto de pedras, entre outros.

Para que um teste em um campo de provas possa reproduzir a aplicação real, é necessário que o veículo rode em campo e após nas pistas do campo de provas, deve-se coletar as tensões nos componentes nos dois casos. Após será realizada uma correlação entre o dano sofrido no campo com o dano sofrido no campo de provas, cada componente poderá ter mais ou menos dano conforme a rodovia que trafegue, e também cada ponto de um mesmo componente poderá ter o dano diferente. Desta forma, as pistas onde o veículo deverá trafegar no campo de provas devem ser escolhidas de forma a gerar o mesmo dano que ocorre nos pontos críticos dos componentes durante a sua operação real.

O ideal é que se tenha o conhecimento dos sinais de obtidos em estradas e na aplicação real do veículo durante vários anos, com diversos tipos de operações e clientes, desta forma é possível cobrir a severidade que um determinado componente terá, levando em consideração todos os fatores.

2.8.3 Teste de Fadiga em Bancada

O teste de bancada, da mesma forma, tem como objetivo realizar um teste acelerado, manter a repetibilidade e o custo menor do que um teste em campo e em campo de provas. Uma desvantagem do teste de bancada é que não terá todas as variáveis de um teste de campo ou em campo de provas. Seguem as características dos testes em bancada:

a) Pode ser testado somente o componente ou sistema em estudo, não é necessário testar o veículo completo, mas caso se opte, também é possível testar o veículo completo sobre atuadores;

b) O teste possui uma boa repetibilidade, os testes em campos de prova também possuem repetibilidade, mas devido às variações das condições das estradas, velocidade, piloto de testes, entre outros, a repetibilidade não é tão precisa como em testes de bancada;

c) O teste pode ser acelerado. Na pista de provas também é acelerado, mas no laboratório podem ser acelerados em uma escala maior;

d) Em alguns casos, vários componentes podem ser testados ao mesmo tempo, e também vários testes podem ser realizados ao mesmo tempo;

e) Em componentes, o custo de realização geralmente é muito menor;

f) O teste de bancada poderá ser padronizado para um mesmo tipo de componente e para uma determinada utilização;

g) Um componente de segurança do veículo poderá ser testado sem nenhum risco. Conforme as definições acima, tanto os testes em bancada, quanto os testes em campo de provas e também os testes em campo na aplicação real do produto possuem casos em que a sua aplicação é mais adequada.

2.8.4 Carregamentos para Realização dos Testes de Bancada

A aplicação dos carregamentos em testes de bancada pode ser realizada de diversas formas. Seguem abaixo algumas formas de aplicação das cargas:

a) Carregamento com amplitude constante: esta é a forma mais simples de aplicação dos carregamentos, em que uma amplitude constante é aplicada com uma forma de onda senoidal;

b) Carregamentos em blocos: conforme Palin-Luc (2010), testes de fadiga com amplitude variável foram propostos por Gassner em 1939 em Darmstadt na Alemanha no instituto Fraunhofer-LBF, com equipamentos que poderiam somente carregar estruturas com sinais senoidais, e para a aproximação das cargas reais são realizados testes com carregamentos em blocos de diferentes amplitudes. Em geral, cada bloco possui um número de ciclos de amplitude constante, no bloco seguinte é modificada a amplitude e o número de ciclos. Conforme Pook (2007), este método com vários blocos de carga foi largamente utilizado para testes de fadiga de amplitude variável, (atualmente foram ultrapassados pelos métodos de carregamento aleatório);

c) Carregamentos aleatórios: testes sob carregamentos aleatórios, são realizados para que os carregamentos sejam realizados o mais próximo possível das cargas que a estrutura irá sofrer durante a sua vida. Neste caso o equipamento utilizado deve permitir a aplicação de carregamentos aleatórios.