Título

FATIGUE LIMIT SENSIBILITY TO SHORT CRACKS

SENSIBILIDADE DO LIMITE À FADIGA ÀS TRINCAS CURTAS

Autoria

Castro, Jaime Tupiassú Pinho de; Meggiolaro, Marco Antonio; Miranda, Antonio Carlos de Oliveira

DOI

10.5151/2594-5327-18216

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Resumo

Most structural components are designed against fatigue crack initiation, by proce- dures which do not recognize cracks. Large cracks may be easily detected and dealt with, but small cracks may pass unnoticed even in careful inspections, if they are smaller than the detection threshold of the inspection method used to identify them. Thus, structural design for very long fatigue lives should avoid fatigue crack initiation AND be tolerant to undetectable short cracks. But this self-evident requirement is still not used in fatigue design routines, which just intend to maintain the loading at the structural component critical point below its fatigue limit. Nevertheless, most long-life designs work just fine, which means that they are somehow tolerant to undetectable or to functionally admissible short cracks. But the question “how much tolerant” can- not be answered by SN procedures alone. This important problem can only be solved by adding a proper short crack fatigue growth threshold requirement to the “infinite” life design criterion. This paper evaluates the tolerance to short 1D and 2D cracks, and proposes a design criterion for infinite fatigue life which explicitly considers it.

 

A maioria dos componentes estruturais é projetada contra a iniciação de trincas por fadiga, usando procedimentos que não reconhecem trincas. Trincas grandes podem ser facilmente detectadas e controladas, mas trincas curtas podem passar desper- cebidas mesmo em inspeções cuidadosas, se forem menores que o limiar de detec- ção do método usado para identificá-las. Logo, o projeto à fadiga para vidas muito longas deveria evitar o início de trincas e tolerar trincas curtas indetectáveis. Mas es- te requisito evidente ainda não é usado na maioria das rotinas de projeto, que visam apenas manter a tensão no ponto crítico abaixo do limite à fadiga. Entretanto, a mai- oria destes projetos funciona bem, logo tolera algumas trincas curtas não identificá- veis, ou funcionalmente admissíveis. Mas a pergunta “quão tolerantes” não pode ser respondida apenas por procedimentos SN. Este problema importante só pode ser resolvido adicionando um limiar de propagação de trincas curtas apropriado ao crité- rio de projeto à vida “infinita”. Este artigo avalia a tolerância a trincas curtas 1D e 2D, e propõe um critério de vida infinita à fadiga que as considera explicitamente.

Palavras-chave

Short cracks; Non-propagating cracks; Fatigue life prediction.

Trincas curtas; Trincas não-propagantes; Predição de vida à fadi- ga.