Análise da sequência de carregamento na vida em fadiga da liga de alumínio AL 7050 - T7451

Abstract

O material analisado neste trabalho é a liga de alumínio AL 7050-T7451 de aplicação estrutural e largamente utilizada na indústria aeronáutica. Uma vez que a maioria dos componentes estruturais de aeronaves está sujeita a carregamentos complexos divididos em blocos de carga, oriundo de cargas dinâmicas, torna-se crucial compreender como o sequenciamento destes blocos de carga influencia a vida a fadiga do material. Ensaios de fadiga em baixo ciclo, no campo da deformação-vida, foram realizados por meio de ensaios monotônicos através da máquina MTS 810, onde carregamentos crescentes (ABC) e decrescentes (CBA) de três blocos de amplitude constante de deformação foram testados. As estimativas de dano em fadiga para os dois casos foram previstas com base em dois métodos de acúmulo de dano: método linear de Palmgren-Miner e o método de Mansur. Os resultados experimentais exibiram uma variação significativa no número de ciclos de acordo com a sequência de carga, com o carregamento crescente aparentando ser menos danoso à falha por fadiga do material. O método de Mansur apresentou estimativas mais precisas que o método linear para todos os casos estudados, porém ambos os métodos produziram resultados dentro de uma faixa consideravelmente precisa com variações dentro de 20% do valor unitário ideal de dano. Uma análise numérica dos ciclos de histerese foi realizada nos softwares MatLab e Ansys com base na hipótese de Ramberg-Osgood e os resultados experimentais se aproximaram satisfatoriamente dos ciclos teóricos, com os desvios das curvas mais acentuados nos blocos de maior deformação, onde se verificou um amolecimento cíclico do material. Por fim, a análise sequencial de dois blocos de carga foi adicionada ao trabalho e seus resultados além de confirmarem as tendências vistas nos casos ABC e CBA, foram importantes para identificar mudanças comportamentais nos parâmetros de resistência à fadiga da liga 7050 T-7451 em regimes de grandes deformações.