Metodologia Moderna para Análise de Fadiga Baseada em Elementos Finitos de Componentes

374 Pages·2014·26.29 MB·Portuguese

by  Bruno Ximenes

runo imenes akahashi
B X T
Metodologia Moderna para Análise de Fadiga
Baseada em Elementos Finitos de Componentes
Sujeitos a Fadiga Uni e Multiaxial
Dissertação apresentada à Escola Politécnica
da Universidade de São Paulo para obtenção
dotítulodeMestreemEngenhariaMecânica
Orientadora: Profa. Dra. LarissaDriemeier
São Paulo
2014

runo imenes akahashi
B X T
Metodologia Moderna para Análise de Fadiga
Baseada em Elementos Finitos de Componentes
Sujeitos a Fadiga Uni e Multiaxial
Dissertação apresentada à Escola Politécnica
da Universidade de São Paulo para obtenção
dotítulodeMestreemEngenhariaMecânica
Cursoeáreadeconcentração:
EngenhariaMecânica,ProjetoeFabricação
Orientadora: Profa. Dra. LarissaDriemeier
São Paulo
2014
Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste
trabalho, por qualquer meio convencional ou eletrônico,
para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a fonte.
Autorizo o uso do código-fonte da subrotina apresentada
neste trabalho, para fins de estudo e pesquisa, desde que
citadaafonte.
Esteexemplarfoirevisadoecorrigidoemrelaçãoàversãooriginal,sob
responsabilidadeúnicadoautorecomaanuênciadeseuorientador.
SãoPaulo,05deAgostode2014.
Assinaturadoautor:
Assinaturadoorientador:
FICHACATALOGRÁFICA
Takahashi,BrunoXimenes
Metodologiamodernaparaanálisedefadigabaseadaem
elementosfinitosdecomponentessujeitosafadigaunie
multiaxial/B.X.Takahashi. –SãoPaulo,2014.
338p.
Dissertação(Mestrado)-EscolaPolitécnicadaUniversidade
deSãoPaulo. DepartamentodeEngenhariaMecatrônicaede
SistemasMecânicos.
1.Fadigadosmateriais2.Resistênciadosmateriais3.Método
doselementosfinitosI.UniversidadedeSãoPaulo. Escola
Politécnica. DepartamentodeEngenhariaMecatrônicaede
SistemasMecânicosII.t
Aos meus pais, que não mediram esforços
para que eu tivesse as melhores condições
possíveis, tanto nos estudos quanto em todas
as áreas da vida. E principalmente por terem
meensinadoqueoobjetivonavidaéserfeliz.
Ao meu irmão, que sempre me alegrava nos
momentos mais estressantes, através do seu
domnaturaldefazeraspessoasrirem.
Title: Modern Methodology for FE-Based Fatigue Analysis of Components
UnderUni-andMultiaxialFatigue
Author: Ing. BrunoXimenesTakahashi
Keywords: Fatigue, Durability, Multiaxial Fatigue, FE-Based Fatigue Analysis,
FKM-Guideline, Relative Stress Gradient Method, Finite Element
Analysis.
Areaofconcentration: MechanicsofSolids,DeformableBodiesandContinua,Fatigue.
Academictitle: MasterofScienceinMechanicalEngineering
Group: Group of Solid Mechanics and Structural Impact (GMSIE)
[www.gmsie.usp.br]
Department: DepartmentofMechatronicsandMechanicalSystems
Faculty: PolytechnicalSchool
University: UniversityofSãoPaulo(USP)
Address: Av. ProfessorMelloMoraes2231
ZipCode: 05508-900
SaoPaulo,SP,Brazil
Supervisor: Prof. Dr. LarissaDriemeier
Examiningboard: Prof. Dr. AvelinoAlvesFilho(NCE)
Prof. Dr. GilbertoFranciscoMarthadeSouza(Poli-USP)
gradecimentos
A
Agradeço aos meus pais e irmão que me apoiaram em todos os instantes e que foram
compreensivos nos momentos em que eu não estava presente, principalmente torcendo para
omeusucesso.
Agradeço à Profa. Dra. Larissa Driemeier que sempre se mostrou solícita em ajudar,
sempre teve tempo para atender e tirar minhas dúvidas e tempo para discutir sobre assuntos
complexos da dissertação. Agradeço por ter me dado liberdade suficiente para que eu pu-
desse seguir pelo caminho que eu entendesse ser o melhor, aprendendo com meus próprios
erros, mas também desenvolvendo um trabalho robusto e de qualidade. Agradeço também
pelo grande esforço que fez para ler e avaliar a dissertação neste período final do mestrado.
Muitoobrigadopeloapoioconstante,incentivoepelaamizade.
Agradeço ao Grupo de Mecânica dos Sólidos e Impacto em Estruturas (GMSIE), por
ter me proporcionado um espaço onde eu pudesse desenvolver este trabalho. Agradeço em
especial aos integrantes e ex-integrantes do laboratório, caracterizados por Roberto Oshiro,
Renato Yamassaki, Rafael Celeghini, Leonardo Mazzariol, Davi Martins, Miguel Gonza-
les, Rafael Traldi, Wallaci Reis, Henrique Ramos, Vinícius Cruz, Eduardo Morales, Ramôn
Auersvaldt,CaioFukumorieEsdrasCoraldi,pelaamizadeepelosmuitosmomentosdedes-
contraçãoealegria,fundamentaispararecarregarasenergias.
Agradeço aos engenheiros Jeff Mentley (HBM nCode), Peter Heyes (HBM nCode), Gi-
ovanni Moraes Teixeira (Safe Technology / Dassault Systèmes), Sussumu Nohara (PSA Pe-
geoutCitroën),LeonardoBarban(PromonEngenharia)eVanessaSeriacopi(Laboratóriode
Fenômenos de Superfície - USP), que agregaram valor à este trabalho, seja por inúmeras
conversasoupordicasrápidas,masmuitovaliosas.

A maioria das falhas por fadiga não são resultados de
um especialista em fadiga realizando uma análise er-
rada. A maioria das falhas é o resultado de um não-
especialista não considerando fadiga de uma maneira
adequada porque o assunto é muito complicado, por
falta de conhecimento no assunto, por falta de propri-
edadesdefadigaeporoutrosmotivossemelhantes.
Prof. Dr. Darrell F. Socie
ProfessorattheUniversityofIllinoisatUrbana-Champaign
FatigueExpert