Curso Online de Tenacidade a Fratura (Kic)

Autor(a): Marco Antonio Baptistella

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Prof. Msc. Marco A. Baptistella

Tenacidade a Fratura (Kic)
Tenacidade a Fratura (Kic)
Tenacidade é a medida de energia que o material absorve antes e durante o processo de fratura, até o seu rompimento total, portanto trata-se de um parâmetro importante para a caracterização do material, pois está associado diretamente ao fator intensidade de tensão K.

Tensão trativa (devido ser modo I) é perpendicular ao plano da trinca.
A zona plástica diminui gradualmente o estado de tensão plana da superfície até o estado de deformação plana no interior da geometria onde a deformação plástica só vai ocorrer quando o nível de tensões principais excederem a tensão de escoamento (MANDAI, 2010).

Figura 13 Esquema tridimensional da região da zona plástica
Fonte: Mandai (2010)
Normas
ASTM E399 - Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness KIc of Metallic Materials

ASTM E1820 Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness

ASTM E1290 Standard Test Method for Crack-Tip Opening Displacement (CTOD) Fracture Toughness Measurement
Requisitos da norma ASTM E399-12e3

Corpo de prova entalhado

Pré-trincado por fadiga

Carregado no modo trativo

a (entalhe+pré- trinca) 0,45 e 0,55 de W

B deve ser a metade do valor de W, ou seja, WB=2.
Requisitos da norma ASTM E399-12e3
Este método utiliza duas letras como código, a primeira se refere ao plano da trinca e a segunda a direção esperada para sua propagação.

T direção de extração
L direção de propagação
Requisitos da norma ASTM E399-12e3
Requisitos da norma ASTM E399-12e3
Relação entre o comprimento da trinca a e a largura do corpo de prova W.

Relação que envolve espessura B, comprimento de trinca a, largura do corpo W e limite de escoamento
Exercício 8.6
Uma chapa com uma trinca central passante, fabricado de um aço AISI 1144 tem dimensões conforme figura 8.12(a), com b = 40 mm e t = 15 mm. Para um fator 3 de segurança contra fratura frágil, qual a máxima força permitida P na chapa, se metade do tamanho da trinca, é (a) 10 mm e (b) 24 mm?

Figura 8.12
Resolução
A partir da tabela 8.1, tira-se o valor de KIC = 66 MPam1/2

Na figura 8.12, são retiradas as seguintes equações em função da geometria do cdp

O valor de K é determinado a partir do fator de segurança
Resolução (a)