ENSAIOS MECÂNICOS Permitem perceber como os materiais se comportam quando lhes são aplicados esforços

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Permitem perceber como os materiais se comportam quando lhes são aplicados esforços

ENSAIOS MECÂNICOS

Ensaios Destrutivos Destrutivos provocam a inutilização do material ensaiado

Ensaios Não DestrutivosNão Destrutivos

Tipos

Ensaio de trac Ensaio de tracEnsaio de tracçççãoãoão

Ensaio de dobragem Ensaio de dobragemEnsaio de dobragem

Ensaio de fadiga (solicitações cíclicas)

Ensaio de dureza Ensaio de durezaEnsaio de dureza

Ensaio de fluência

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 2005

Metais e ligas metálicas Joana de Sousa Coutinho

Fadiga (Rodin)

Ensaio de fadiga (solicitações cíclicas) Vimos que o aço não atinge a

rotura se:

R

<

R

_m_m

Mas isto com esforçosestáticos!

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Nº ciclos que provoca a rotura depende de

σ

máx. Amplitude (σ_máx.– σ_min.)=∆σ fadiga

Ensaios

Resultados típicos:

• Número de ciclos

N

até

à rotura por fadiga em

função da

• amplitude (variação) da

tensão

∆σ

Defina “limite de fadiga”

Corresponde a uma tensão (flutuação-variação) abaixo da qual o aço suporta um nº ciclos infinito, sem romper

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Fractura por fadiga

Fractura por fadiga •Nucleação da fissura •Propagação da fissura

Quando o

comprimento da

fissura é tal que a

secção útil da peça

passa a não resistir à

carga instalada dá-se

a:

Rotura repentina

da pe

ç

a (fr

á

gil)

fadiga MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 2005

Rotura repentina

da pe

ç

a (fr

á

gil)

•Porque a rotura ocorre a uma tensão

menor

do que a correspondente a uma

carga estática e

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Fadiga (Rodin)

Ensaio de fadiga (solicitações cíclicas)

FADIGA

Dano numa peça estrutural por propagação

gradual de fissuras provocadas por variações

repetidas de tensões (

EC3

)

Fenómeno de diminuição da resistência em

consequência da repetição muito frequente de

acções (

REBAP

)-

para efeitos práticos, considera-se necessário ter

em conta este problema quando o número de repetições puder exceder cerca de 5 × 105_{durante a vida da estrutura.}

Definições:

• Os ensaios de fadiga fornecem curvas

S

tress

-N

umber of cycles ou

Curvas de Wöhler

(logaritmica, semi log ou não)

∆ σ

Limite de fadiga (N infinito) Ensaio de fadiga (solicitações cíclicas)

Resistência à fadiga (N) limite de fadiga” tensão (flutuação-variação) abaixo da qual suporta um nº ciclos infinito, sem romper

resistência

resistênciaààfadigafadigatensão mx.(flutuação-variação) suportada para N ciclos sem romper

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resistência

resistênciaààfadigafadiga

Sérgio Souza,pgs. 172-177 Curvas

S

S-

-N

N

fadiga MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 2005

Mas a Variabilidade destas propriedades é

muito grande:

Todas as propriedades apresentam

variabilidade

……

Qual é a resistência à fadiga deste aço?

2

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FADIGA

Normalização referente à

REBAP EC2 E LNEC EC3 … MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 2005

Só necessário VERIFICAR A SEGURANÇA à

FADIGA quando o número de repetições

puder exceder

5 × 10

5

_{durante a vida da}

estrutura.

Exs:

pontes ferroviárias

vigas de suporte de caminhos de

REBAP

REBAP Anexo II – ordinárias e pré-esforço

FADIGA

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Se necessário (> 5 ×105₎_{VERIFICAR A SEGURANÇA à FADIGA}

•Fazer os cálculos e

•determinar tensões actuantes σσ_max_maxeσσ_min_min

(que tem de pertencer à zona elástica)

FADIGA

REBAP REBAP

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RESISTÊNCIA À FADIGA

EC2

PROPRIEDADES MECÂNICAS

(Ver 3.2.6)

Where fatigue strength is required it shall be verified in accordance with

EN 10080

Information is given in Annex C of EC2.

Armaduras de betão armado

RESISTÊNCIA À FADIGA

EN 10080

EC2

(por ex. para varões B500A e B500B)

O produto deve resistir a pelo menos 2x106 _ciclos •de amplitude 180Mpa •com t max=300Mpa; •com frequência 1-200 Hz

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RESISTÊNCIA À FADIGA

Dura

ç

ão

à

fadiga

:

número de ciclosde variação das tensões que se prevê provoquem a rotura por fadiga

Estruturas ou elementos estruturais sujeitos a acções repetidas de tensões:

Em edifícios:

• elementos que suportem equipamentos de elevação ou cargas

móveis;

• elementos sujeitos a ciclos repetidos de tensões provocadas

por vibrações de máquinas;

• elementos sujeitos a oscilações provocadas pelo vento; • elementos sujeitos a oscilações provocadas por pessoas.

EC3 fadiga

LNEC E 455:2002 – Varões de aço A400 NR de ductilidade especial para armaduras LNEC E 449:1998 – Varões de aço A400 NR para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação.

LNEC E 450:1998 – Varões de aço A500 NR para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação.

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O produto deve resistir a pelo menos 2x106 _ciclos •de amplitude 180Mpa •com t max = 240 MPa

•Com t min=90 90 MPaMPa

•com frequência 1-200 Hz

LNEC E 449:1998 – Varões de aço A400 NR para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação.

fadiga

O produto deve resistir a pelo menos 2x106 _ciclos •de amplitude 180Mpa •com t max = 300 MPa •Com t min=150 150 MPaMPa

LNEC E 460:2002 – Varões de aço A500 NR de ductilidade especial para armaduras de betão armado. Características, ensaios e marcação.