Comportamento dos Materiais em Serviço

Conhecimentos de Base Recomendados

Licenciatura em Engenharia Mecânica ou áreas afins.

Métodos de Ensino

Nas aulas teóricas o conteúdo é desenvolvido e exposto recorrendo a meios audiovisuais e a modelos didácticos. Nas aulas teórico-práticas o conteúdo é desenvolvido e exposto recorrendo a meios audiovisuais, sendo de seguida resolvidos exercícios tipo. Os docentes disponibilizam informação da disciplina na plataforma “Nónio”.

 

 

Resultados de Aprendizagem

O objectivo desta unidade curricular é transmitir aos alunos os conceitos sobre algumas das ferramentas fundamentais no âmbito do projecto e do controlo da ruína de equipamentos mecânicos tendo em conta as suas condições reais de serviço. A aplicação dos conceitos e ferramentas leccionados abrange uma vasta área de aplicação, nomeadamente, nas indústrias aeroespacial, aeronáutica e naval, no projecto de veículos de transporte terrestre e de reservatórios sobre pressão, e ainda a diversos outros componentes e estruturas sujeitas a solicitações estáticas ou dinâmicas.

Programa

1. Principais Modos de Rotura e Ruína em Equipamentos Mecânicos

Deformação elástica excessiva, deformação plástica, rotura dúctil, desgaste, corrosão sob tensão, fractura frágil, fluência, Fadiga.

2. Complementos sobre Fadiga de Materiais

Fadiga supercíclica. Caracterização do processo de fadiga. Parâmetros de fadiga. Representação dos resultados de fadiga. Ensaios de fadiga. Fadiga no domínio plástico. Comportamento dos metais à deformação plástica cíclica. Curvas deformação/vida. Determinação experimental dos parâmetros básicos de fadiga. Previsão da vida de componentes com entalhes. Condições de iniciação e propagação de fendas de fadiga.

3. Mecânica da Fractura Linear Elástica

Introdução. Teoria de Griffith. Modos de rotura. Definição do factor de intensidade de tensão. Campo de tensões na extremidade de uma fenda num corpo linear elástico. Valor crítico do factor de intensidade de tensão. Plastificação na extremidade da fenda. Variação da tenacidade com a espessura. Variação de K1c com a temperatura. Determinação experimental de K1c. Aplicações da Mecânica da Fractura Linear Elástica.

4. Corrosão Sob Tensão

Introdução. Ensaios de corrosão sob tensão, curvas da/dt-K. Aplicações da curva da/dt-K.

5. Aplicação da Mecânica da Fractura à Fadiga

Introdução. Curvas da/dN-DK. Limiar da propagação de uma fenda de fadiga. Parâmetros da velocidade de propagação de fendas de fadiga. Influência da razão de tensão. O fenómeno do fecho de fenda. Influência de outros parâmetros. Leis mais importantes da propagação de fendas de fadiga. Propagação de fendas sob amplitude de carga variável. Aplicação das curvas da/dN-DK.

7. Fluência e Relaxação de Tensões

Noções fundamentais. Ensaios de fluência de longa duração. Equipamento usado nos ensaios de fluência. Relaxação de tensões e recuperação. Problemas elementares de dimensionamento à fluência.

Docente(s) responsável(eis)

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

 

  • FERREIRA, J. A. M., BORREGO, L. P. (2023). Fadiga de Materiais, Textos Pedagógicos, ISEC.
  • BORREGO, L. P. (2008). Complementos da Fadiga de Materiais, Textos Pedagógicos, ISEC.
  • BORREGO, L. P. (2008). Aplicação da Mecânica da Fractura à Fadiga, Textos Pedagógicos, ISEC.
  • BORREGO, L. P., BRANCO, R. S. (2008). Colectânea de Problemas Teórico-Práticos, ISEC.
  • BRANCO, C. M., FERNANDES, A. A. CASTRO P. T. (1986). Fadiga de Estruturas Soldadas, Fundação Calouste Gulbenkian.
  • HERTZBERG, R. W. (1987). Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, Ed. John Wiley Sons.            ISBN O-471-61722-9.
  • DOWLING, N. (1999). Mechanical behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture and Fatigue, Prentice-Hall. ISBN 0-13-905-720-X.
  • ELLYN F. (1997) Fatigue Damage, Crack Growth and Life Prediction, Chapman & Hall. ISBN 0-412-59600-8.