Uso da técnica de Simulação de Monte Carlo para a previsão da vida em fadiga sob condições multiaxiais

Abstract

A utilização de uma análise probabilística atrelada a um modelo de fadiga pode adicionar informações acerca da variabilidade dos parâmetros envolvidos na análise de fadiga, o que permite identificar e quantificar fontes de incerteza. Este trabalho apresenta um estudo do comportamento estocástico da distância crítica e do parâmetro Smith-Watson- Topper na previsibilidade de um modelo em fadiga baseado na Teoria da Distância Crítica associada ao modelo de Smith-Watson-Topper aplicado a um espécime entalhado de liga de alumínio 7050 T7451 submetido a carregamento multiaxial. Para realizar este estudo, foi proposta uma reformulaçâo do conceito de distância crítica apresentado por Susmel e Taylor (2007), de forma que o parâmetro Smith-Watson-Topper pode ser utilizado para representar e quantificar a distância crítica e, a partir das curvas de vida em fadiga e da distância crítica associada ao parâmetro Smith-Watson-Topper, estimar a vida do espécime. Na análise dos efeitos das aleatoriedades na previsão de vida do espécime, foi aplicado o método da Simulação de Monte Carlo, que teve como saídas as variáveis aleatórias representativas do comportamento da vida estimada, parâmetro Smith-Watson-Topper e da distância crítica associada ao modelo de Smith-Watson-Topper. Os parâmetros estatísticos das três variáveis de saída apresentaram distribuições probabilísticas bem definidas com um comportamento que pode ser definido pelas distribuição Weibull, Birnbaum-Saunders ou Lognormal, entretanto as variáveis apresentaram um alto coeficiente de variação que foi associado ao alto grau de dispersão das variáveis de entrada. Ao comparar as estimativas realizadas com os dados disponíveis, os resultados ficaram dentro do intervalo de confiabilidade estabelecido de 95 %. A metodologia utilizada mostrou-se capaz de avaliar a probabilidade de um componente falhar e também de mapear o comportamento estocástico dos parâmetros usados na modelagem de fadiga sob condições multiaxiais permitindo avaliar seu nível de sensibilidade na contabilização da vida final.