Mecânica da Fratura

Código: PGEM7104
Curso: Doutorado em Engenharia Mecânica
Créditos: 3
Carga horária: 45
Ementa: Objetivos:

Compreender o balaço energético da fratura dos materiais, o conceito do fator de intensidade de tensões, K, segundo a mecânica da fratura linear elástica, os critérios de fratura elasto-plásticos: CTOD e integral J e a propagação de trinca por fadiga.

Conteúdo:

1- Introdução

2- Histórico e Revisão
Por que as estruturam falham?
Perspectiva histórica
A abordagem da mecânica da fratura quanto ao design
Efeito das propriedades dos materiais na fratura

3- Mecânica da Fratura Linear-Elástica
Visão atômica da fratura
Efeito dos concentradores de tensão dos defeitos
Balanço de energia de Griffith
Taxa de relaxação de energia
Instabilidade e a curva R
Análise de tensões das trincas
Relação entre K e G
Plano de tensão versus plano de deformação
K como critério de falha
Fratura em modo misto

4- Trincamento Assistido pelo Ambiente
Modelos de fragilização
Ensaios segundo a mecânica da fratura
Cálculos de comprimento de trinca e de vida remanescente

5- Mecânica da Fratura Elasto-Plástica
CTOD
Integral de contorno J
Relações entre J e CTOD
Fratura controlada por J
Caso do escoamento generalizado à ponta da trinca

6- Propagação de Trinca por Fadiga (PTF)
Correlação entre tensão e comprimento de trinca com PTF
Modos de fratura macroscópicos em fadiga
Mecanismos de fratura microscópicos
Comportamento de propagação de trincas em K extremos
Influência das interações de carga
Fadiga-corrosão
Aspectos microestruturais da PTF em ligas metálicas
Bibliografia: Strohaecker, T. R., Mecânica da Fratura, Apostila, UFRGS.

Hertzberg, R. W., Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, Wiley; 4 edition, 1995;

Lawn, B., Fracture of Brittle Solids, Second Edition, Cambridge Solid State Science Series, 1993;

Kanninen, M. F. and Popelar, C. H., Advanced Fracture Mechanics, Oxford University Press, 1985;

Weertman, J., Dislocation Based Fracture Mechanics, World Scientific Publishing Company, 1996.