Previsão de vida em fadiga utilizando distância crítica em fios de liga de alumínio contendo marcas produzidas por identação

Abstract

O presente estudo tem como objetivo prever a vida em fadiga em fios de liga de alumínio 6201-T81 que contenham defeitos produzidos por indentação. Os fios testados foram obtidos de um Condutor de Liga de Alumínio 900 MCM (AAAC 900 MCM) usado em linhas de transmissão de energia. O campo de tensões nas proximidades do defeito e a determinação do local de iniciação de trincas (hotspot) foram obtidos por meio de simulações elastoplásticas usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Essas simulações levaram em consideração tanto o processo de indentação quanto a carga de fadiga no fio. Os critérios de fadiga multiaxial de Smith-Watson-Topper e Fatemi-Socie, aplicados a uma tensão equivalente calculada pelo Método de Volume (MV), foram utilizados para estimar a vida em fadiga. Desafios relacionados à incorporação do campo de tensões residuais e à escolha dos melhores procedimentos de calibração foram abordados. A comparação entre as distribuições de tensão nas simulações e as falhas observadas em análises fractográficas de espécimes submetidos a testes de fadiga sugeriu regiões semelhantes de propagação de potenciais trincas. Uma abrangente campanha experimental mostrou que a presença de defeitos de indentação reduziu a vida em fadiga dos fios. Na etapa de previsão de vida, 84% das vidas calculadas pela metodologia proposta estavam dentro de um fator de 3 em comparação com os testes experimentais, sendo a pior estimativa dentro de um fator de 5. Os resultados obtidos levaram à conclusão de que o escoamento plástico realizado ao redor da indentação altera as propriedades do material em uma região substancial ao redor do entalhe, requisitando o uso de uma distância crítica calculada especificamente para situações em que o defeito gerado apresenta deformação plástica e tensões residuais.