mecânica 1
CAPÍTULO 4
Figura 4.57
210
30
175
ço
25
do
Lig
20
ce
ad
Se
ea
15
Smáx (kgf/mm2)
35 A
Smáx Flexão(kgf/mm2)
D mín.
lum
ínio
a)
b)
Aço SAE 2330 temperado
140
c)
105 70
10
Se e)
35 105
106
107
108
0 103
109
104
105
N
Aç
o
lig
Smáx (kgf/mm2)
60 Aç oc
45
106
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N
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105
106
107
108
109
O acabamento superficial de componentes submetidos a esforços repetitivos é significante, pois, devido às concentrações de tensões, a maioria dos defeitos ou falências se inicia nas imperfeições de superfície. Assim, com o polimento podemos melhorar a resistência do material à fadiga. Além disso, outro processo, conhecido como shot speening, consegue melhorar a vida em fadiga do material. Ele consiste no bombardeamento da superfície do material com pequenas esferas metálicas (granalhas), as quais geram tensões residuais de compressão, amenizando as tensões de tração da solicitação cíclica e amplificando a resistência à fadiga. Esse processo consegue aumentar em até 15% a resistência às tensões de tração e dobrar a vida em fadiga de um componente. Essa técnica é muito utilizada nas indústrias automobilística e aeronáutica. Outras técnicas também usadas são mostradas na tabela 4.11. Aço 0,02%C recozido (flexão rotativa)
Acabamento
% de desvio do acabamento padrão
Limite de fadiga (kgf/ mm2)
% de desvio do acabamento padrão
Limite de fadiga (kgf/mm2)
% de desvio do acabamento padrão
Limite de fadiga (kgf/ mm2)
% de desvio do acabamento padrão
O ensaio é realizado de diversas maneiras. De acordo com o tipo de solicitação que se deseja aplicar são utilizados corpos de prova específicos, como mostra a figura 4.57. Os principais tipos são: • torção; • tração-compressão; • flexão; • flexão rotativa.
Influência do acabamento superficial no limite de fadiga.
Aço 0,4%C temperado e trefilado (flexão rotativa)
Alto polimento longitudinal
35,5
103
–
–
29,0
102
21,7
100
Polimento padrão (pó de esmeril fino)
34,3
100
18,2
100
28,3
100
21,7
100
–
–
–
–
27,3
100
–
–
31,5
93
–
–
–
–
–
–
Figura 4.56 Exemplos práticos de algumas curvas N-S.
Tabela 4.11
Limite de fadiga (kgf/mm2)
N
316
d)
Desenhos esquemáticos de alguns tipos de corpos de prova: a) para ensaio de fadiga por flexão rotativa ou qualquer outro carregamento axial; b) tipo paralelo, para flexão rotativa; c) retirado de lâminas; d) retirado de chapas finas; e) retirado de chapas grossas. O esquema b também serve para fadiga por torção, e os esquemas c, d, e podem ser usados para fadiga por torção-compressão.
Esmeril grosso Esmerilhado
Aço 0,33%C (cantiléver rotativo)
Aço SAE 1045 (flexão rotativa)
317