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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Modelagem matemática de propagação de trinca em uma haste em queda livre chocando-se transversalmente contra um apoio rígido
metadata.dc.creator: Hoffmann, Alexandre Urbano
metadata.dc.contributor.advisor1: Chong, Wang
metadata.dc.description.resumo: A modelagem da propagação de trinca é sempre um assunto importante para a segurança de componentes estruturais. Contudo, este assunto é muito complexo, devido à propagação de trinca sofrer influência de vários fatores, tais como: propriedades mecânicas dos materiais, tipo de carregamento e plastificação na região da trinca etc. Quando o componente estrutural é submetido a uma carga de impacto, a situação se complica muito, devido ao tempo da ação de impacto ser extremamente curto. Inicialmente este trabalho desenvolveu uma solução para o carregamento dinâmico de uma barra em queda livre chocando-se transversalmente contra um apoio rígido. Através desta solução podemos obter os dados como: deslocamento, velocidade, aceleração, momento fletor e força cortante em qualquer instante ao longo do seu comprimento. Pela análise do resultado numérico obtido, denotamos que a solução em forma de série pode ser trancada no quinto item, pois os termos subsequentes não tem influência relevante no resultado. Podemos constatar com auxílio dos gráficos, que a tensão máxima na superfície da barra não ocorre na seção da trinca, até certo tempo ocorrido. Em seguida o presente trabalho relacionou a tensão de escoamento e a tensão última do material, com a dureza. Através do método de Palmeri e Cicirello, foi modelada a propagação de trinca, na seção da barra localizada sobre o apoio. Os resultados obtidos mostram que a maior contribuição à força motriz na propagação de trinca é da energia cinética; a maior contribuição à resistência a propagação de trinca é dada pelo trabalho feito pela mola elástica de rotação, representando a trinca. Quando a força motriz é menor que a resistência, a trinca cessa sua propagação. Porém o resultado revelou algumas necessidades para melhorar a modelagem, especificando: a maneira de obter o coeficiente de flexibilidade da haste contendo trinca, e o tratamento dos dados sobre a aceleração instantânea.
Abstract: Modeling crack propagation is always an important issue for the safety of structural components. This matter is very complex, due to crack propagation be influenced by several factors such as: mechanical properties of materials, type of loading, lamination in the crack region etc. When the structural component is subjected to an impact load, the situation is further complicated, for the impact of action time is extremely short. Initially this work developed a solution for the dynamic loading of a free falling bar crashing transverselly against a rigid support. Through this solution data as displacement, velocity, acceleration, bending moment and shear force at any point along its length can be obtained. By analyzing the numerical result, we denote the solution in serial form can be locked in the fifth term, for subsequent terms has no relevant influence on the result. We can see with the help of graphics, the maximum stress on the surface of the bar does not occur in the crack section until certain time has passed. Then this work has related yield stress and ultimate strength of the material with hardness. Through Palmeri and Cicirello’s method, crack propagation was modeled, in the bar section located over the support. The results show that the major contribution to the driving force in the crack propagation is the kinetic energy; the largest contribution to the crack propagation resistance is given by the work done by the spring elastic rotation, which represents the crack. When the driving force is less than the resistance crack propagation ceases. Still the results showed the need to improve the modeling, specifying: a way to get the stem flexibility coefficient containing the crack, and the processing of data concerning the instantaneous acceleration.
Keywords: Engenharia
Tecnologia dos materiais
Mecânica da fratura
Flexibilidade
Propagação de trinca
Engineering
Materials technology
Fracture mechanics
Flexibility
Crack propagation
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
metadata.dc.rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://hdl.handle.net/riu/770
Issue Date: 11-Apr-2014
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