Title

PREVISÃO DO CRESCIMENTO DE TRINCAS EM VIGAS DE PONTES DE AÇO SOB CARREGAMENTO DE AMPLITUDE VARIÁVEL

PREDICTION CRACK GROWTH ON STEEL BEAM BRIDGES UNDER VARIABLE- AMPLITUDE LOADING

Authorship

Veríssimo, Marcos Fábio; Deus, Enio Pontes de

Veríssimo, Marcos Fábio

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Deus, Enio Pontes de

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DOI

10.5151/2594-5327-0273

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Abstract

Componentes mecânicos quando sujeitos a aplicações repetidas de carregamentos variáveis podem sofrer fratura por fadiga. No caso de componentes com grandes dimensões, como vigas de pontes de aço, o estágio de propagação pode tomar grande parte da vida devido às dimensões da peça. Neste caso, o projeto deve ser tolerante a defeitos que podem estar presentes na estrutura em função da probabilidade de detecção dos mesmos. Após determinar a localização e a amplitude da falha, tem-se de imediato a preocupação com a previsão de propagação da mesma a fim de ter-se um tempo conveniente de reparo. Os conceitos de mecânica da fratura e fadiga tornam-se uma ferramenta essencial para o estudo da propagação de trincas. Um modelo computacional é elaborado para análise de vigas de pontes de aço trincadas. A entrada de comprimentos iniciais de trincas e de histórias de carregamentos variáveis estacionários e não-estacionários com respectivas contagens rain-flow, é utilizada como dado essencial para o cálculo do crescimento da trinca. Dessa forma pôde-se avaliar a dispersão dos resultados de previsão de vida da estrutura com a variação dos diferentes parâmetros de entrada.

Steel bridges are normally subjected to random loads with different traffic frequencies. In this way, steel bridges are structures of dynamic behavior and are subjected to fatigue failure process. After localize and determine the amplitude of an existing flaw, it is important to predict crack propagation and the convenient time to repair. Likewise, fracture mechanics and fatigue concepts are essential to the right approach to the problem. At this work, the fatigue crack propagation on steel beam bridges has been studied under different spectrum of variable-amplitude loading. To study the fatigue crack growth, it was developed a computational code, by using the root-mean-square model. One observe the variable- amplitude loading influence on the life structural prediction. Different loads histories and initial crack length were considered as input variables. Thus, it was evaluated the dispersion of results of the expected structural life choosing different initial parameters.

Keywords

Pontes de aço; Propagação de trincas por fadiga; Carregamento variável; Previsão de vida.

Steel bridges; Fatigue crack propagation; Variable-amplitude loading; Life prediction.