Análise de vida à fadiga sob carregamentos não proporcionais através de modelo de dano contínuo

Autor: Lopes, Jhonatan da Ponte
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnBUniversidade de BrasíliaUNB.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.
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Neste trabalho, busca-se utilizar o modelo de dano contínuo de Lemaitre como uma ferramenta de obtenção de vida em fadiga multiaxial para carregamentos proporcionais e não proporcionais. Primeiramente é apresentado o modelo matemático de Lemaitre, em que são formuladas as relações constitutivas necessárias à elaboração do modelo. O modelo de Chaboche foi escolhido para descrever a lei de evolução da tensão de endurecimento cinemático. Em seguida, é desenvolvido o modelo numérico para a solução das equações constitutivas, utilizando a lei de Chaboche com três termos e discretização implícita de Euler. Após, é feita a identificação dos parâmetros constitutivos do modelo para os aços 304 e S460N e para a liga de alumínio 6061-T6. É feita a implementação do modelo em uma rotina em linguagem FORTRAN, a qual é submetida a carregamentos uniaxiais e multiaxiais proporcionais e não proporcionais para cada material. Os dados de vida em fadiga obtidos pelo modelo de Lemaitre são, então, comparados com os dados experimentais disponíveis na literatura. É feita, em seguida, uma análise das amplitudes de tensão obtidas pelo modelo, as quais são comparadas com os dados experimentais. São obtidas, também, curvas de evolução do dano para cada carregamento e material. Os resultados obtidos mostram que o modelo de dano de Lemaitre descreve de maneira adequada o comportamento dos materiais analisados em fadiga de baixo ciclo, quando altas amplitudes de deformação são aplicadas. ___ ABSTRACT
This project seeks to use Lemaitre’s Continuous Damage Model to obtain fatigue life estimates under multiaxial proportional and non-proportional loadings. Initially, the Lemaitre’s mathematical model is presented, by formulating the necessary constitutive relations. Chaboche’s model was chosen to describe the kinematic hardening law. Then, the numerical model necessary to solve the constitutive relations is developed, utilizing the Chaboche’s law with 3 terms and Euler’s implicit discretization. Then, the material parameters are identified for 304 and S460N steels and 6061-T6 aluminum alloy. The model is implemented in a FORTRAN routine, which is submitted to uniaxial and proportional and non-proportional multiaxial loading histories. The fatigue life data obtained from Lemaitre’s damage model is compared to experimental data. Then, a stress amplitude analysis is conducted and the numerical stresses are compared to experimental data. Damage evolution curves are also obtained for each material and loading. The results show that Lemaitre’s damage model describes adequately the behavior of the analyzed materials under low cycle fatigue, when low strain amplitudes are being applied to the specimen.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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