Título

MÉTODO DO MOMENTO DE INÉRCIA PARA CALCULAR AMPLITUDES EQUIVALENTES EM HISTÓRIAS MULTIAXIAIS NÃO-PROPORCIONAIS

THE MOMENT OF INERTIA METHOD TO CALCULATE EQUIVALENT RANGES IN NON-PROPORTIONAL MULTIAXIAL HISTORIES

Autoria

Meggiolaro, Marco Antonio; Castro, Jaime Tupiassú Pinho de

DOI

10.5151/2594-5327-21144

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Resumo

Uma etapa crítica para a previsão de vida em histórias multiaxiais não-proporcionais (NP), envolve o cálculo das componentes média e alternada, equivalentes de uma história complexa. Um método tradicional consiste no uso de superfícies envoltórias (como bolas ou prismas) que contenham o caminho de um carregamento traçado em um diagrama de tensões. Esse método somente é eficiente em carregamentos relativamente simples, uma vez que essas superfícies perdem informação sobre a história original. Este trabalho apresenta um método para cálculo de tensões equivalentes em histórias NP, chamado de método do Momento De Inércia (MDI), baseado em uma formulação integral que assume que o caminho do carregamento no diagrama de tensões é um arame homogêneo com massa unitária. O seu centro de massa define a componente média do carregamento, enquanto que seus momentos de inércia de rotação são usados para calcular as amplitudes equivalentes. Resultados experimentais para 13 histórias multiaxiais provam a eficácia do método proposto.

 

A critical issue in multiaxial damage calculation in non-proportional (NP) histories is to find the equivalent stress or strain ranges and mean components associated with each rainflow-counted cycle of the stress (or strain) path. A traditional way to find such ranges is to use enclosing surface methods, which search for convex enclosures, such as balls or prisms, of the entire history path in stress or strain diagrams. These methods only work for relatively simple load histories, since the enclosing surfaces lose information of the original history. This work presents a new approach to evaluate equivalent stress and strain ranges in NP histories, called the Moment Of Inertia (MOI) method. It is an integral approach which assumes instead that the path contour in the stress diagram is a homogeneous wire with a unit mass. The center of mass of such wire gives then the mean component of the path, while the moments of inertia of the wire can be used to obtain the equivalent stress or strain ranges. Experimental results for 13 different multiaxial histories prove the effectiveness of the MOI method to predict fatigue lives.

Palavras-chave

Fadiga multiaxial; Carregamento não-proporcional; Gama de tensão equivalente.

Multiaxial fatigue; Non-proportional loading; Equivalent stress range.