Modelo para previsão do tamanho de trincas que param de crescer em carregamentos de fretting

Abstract

O objetivo deste trabalho é estudar e avaliar modelos para a previsão do comprimento de trincas que param de crescer sob condições de fretting. Os modelos em questão são baseados em (i) o cálculo do fator intensidade de tensão modo I, para trincas normais a superfície, ou um fator intensidade de tensão efetivo para trinca inclinadas e (ii) uma posterior comparação com dois formalismos para limiar de propagação para trincas curtas, a curva de El-Haddad e o diagrama de Kitagawa-Takahashi. Para validação das metodologias, os resultados foram comparados com dados da literatura. Em todos os ensaios foram utilizados contatos cilíndricos em regime de escorregamento parcial, sem a presença de carga remota. Os corpos de provas dos testes foram de Aço AISI 1034 e as sapatas cilíndricas de 52100. Como será mostrado, o diagrama Kitagawa-Takahashi forneceu melhores resultados em relação à curva de El-Haddad e neste caso boas estimativas foram observadas, porém, verificou-se que os modelos são sistematicamente conservadores quando consideráveis deformações plásticas estão presentes. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The aim of this work is to study and evaluate models to estimate the size of short arrested cracks subjected to loads under fretting conditions. The models are based on (i) the calculation of the mode I stress intensity factor, for cracks normal to the free surface, or an effective stress intensity factor in case of slanted cracks and on (ii) a further comparison with two threshold formalisms for short crack propagation, namely the El-Haddad’s curve and the Kitagawa-Takahashi diagram. For the evaluation of the methods, the results were compared with available data. In all experiments cylindrical contacts in partial slip regime were used, without the presence of remote load. The specimens of the test were from AISI 1034 Steel and the cylindrical pads from 52100. As will be shown, the Kitagawa-Takahashi diagram provided better results compared to the El-Haddad’s curve and in this case good agreement with experimental data were provided, however, it was observed that both models are systematically conservatives when considerable plastic deformation are present.