Engenharia Mecânica / Engenharia Mecânica / Engenharia Mecânica / Engenharia Mecânica / Graduação Graduação Graduação Graduação ---- 1 1 1 1º Semestre de 2008º Semestre de 2008º Semestre de 2008º Semestre de 2008

Disciplina: EM738 Disciplina: EM738 Disciplina: EM738 Disciplina: EM738 –––– Turmas A e BTurmas A e BTurmas A e BTurmas A e B Propriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de FraturaPropriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de FraturaPropriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de FraturaPropriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de Fratura

Profa. Dr. Renato PavanelloProf. Dr. SérgioTonini Button Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia Mecânica Departamento de Mecânica Computacional e Engenharia de Materiais

www.fem.unicamp.br/~sergio1

Fones: (19) 3521 3197 e 3521 3317Fax: (19) 3289 3722

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Pré-Requisitos: EM240 / ES242

Ementa: Propriedades de fluência. Propriedades de fadiga. Mecanismos de fratura e fadiga. Noções de

mecânica da fratura. Ensaios de tenacidade à fratura. Influências de variáveis microestruturais na

tenacidade à fratura. Aplicação da mecânica de fratura elástica linear ao projeto estrutural. Noções de

mecânica da fratura elasto-plástica. Noções de propagação de trincas por fadiga.

Horário: Terças e quintas-feiras das 10h00 às 12h00.

I. Programa: Parte A (Prof. Button - 5as. feiras)

1. Introdução: Importância das propriedades mecânicas dos materiais no contexto da engenharia;

2. Revisão sucinta de "Estrutura e Propriedades dos Materiais"; 3. Fenômenos Associados às Propriedades Mecânicas de Materiais Estruturais:

Deformação elástica; Deformação plástica; Fratura; Fluência; Fadiga; Fratura assistida pelo meio (corrosão sob tensão; fragilização por hidrogênio; fragilização por metal líquido); Irradiação de nêutrons;

4. Mecanismos de Fratura e Fadiga: Classificação do processo de fratura; Energia de fratura; Fratura do ponto de vista macroscópico; Fratura do ponto de vista microscópico (micro-mecanismos de fratura); Reconhecimento da fratura por fadiga;

5. Fluência: Comportamento de fluência; Influência da tensão e da temperatura na fluência; Propriedades de fluência; Métodos de extrapolação de dados em fluência; Materiais para aplicações em altas temperaturas;

6. Influência de variáveis microestruturais na tenacidade à fratura: Tenacidade e anisotropia microestrutural; Controle da composição química; Refino microestrutural; Otimização da microestrutura para máxima tenacidade à fratura.

Parte B (Prof. Pavanello - 3as. feiras) 1. Mecânica da Fratura Elástica Linear: Modos de solicitação de uma trinca; Distribuição

de tensões em corpos com trincas; Fator de intensidade de tensão; Dimensões da zona plástica; Noções da metodologia de projeto;

2. Noções de Mecânica da Fratura Elasto-Plástica: Deslocamento de abertura da ponta da trinca (CTOD); Integral J; Relação entre CTOD e J; Noções da metodologia de projeto;

3. Tenacidade à Fratura: Influência da espessura do espécime na tenacidade à fratura; Ensaios de tenacidade à fratura (ensaios KIC, CTOD e JIC);

4. Fadiga em Alto Ciclo: Ensaios de fadiga; Curvas S-N e propriedades de fadiga em alto ciclo; Natureza estatística da fadiga; Métodos de determinação do limite de fadiga; Dano acumulado; Fatores modificadores do limite de resistência à fadiga; Concentração de tensão e sensibilidade ao entalhe; Critérios de falha por fadiga para tensões flutuantes (diagramas de Goodman Modificado, Soderberg, Gerber e Elípse da ASME);

Disciplina: EM738 Disciplina: EM738 Disciplina: EM738 Disciplina: EM738 –––– A e B A e B A e B A e B Propriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de FraturaPropriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de FraturaPropriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de FraturaPropriedades Mecânicas dos Materiais e Mecanismos de Fratura

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5. Fadiga em Baixo Ciclo: Resposta do material (amolecimento e endurecimento cíclicos); Curvas amplitude de deformação plástica-número de ciclos; Ensaios de fadiga em baixo ciclo com amplitude constante; Propriedades de fadiga em baixo ciclo;

6. Noções de Propagação de Trincas por Fadiga: Correlações entre K e a propagação

da trinca por fadiga; Curvas da/dN em função de ∆K; Propriedades de fadiga em propagação de trincas por fadiga.

II. Bibliografia: (a) Básica:

1. GARCIA, A. et all. Ensaios dos Materiais. Editora LTC, 2000. 2. FERREIRA, I. Fratura e Fadiga de Metais. Apostila da Parte B da disciplina, 2008. 3. ASTM E 1823 - 05 Standard Terminology Relating to Fracture and Fatigue Testing,

2005. 4. Normas da ASTM sobre ensaios (E8M; E1820; E 399; E1290; E466; E606; E647; etc).

(b) Complementar: 5. CALLISTER, William D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. 5ª. Edição.

Tradução de: Sérgio Murilo Stamile Soares. LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S. A. 2002.

6. DIETER, G. E. Mechanical Metallurgy. SI Metric Edition. McGraw-Hill, 1988. 7. HERTZBERG, R. W. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. 4

th

Edition. John Wiley & Sons, 1996. 8. METALS HANDBOOK, 9th Edition, Volume 8 -Mechanical Testing, ASM, 1985. 9. Normas Britânicas sobre tenacidade à fratura (BSI 7448: Partes 1, 2 e 4).

III. Critério de avaliação:

TPPNABA

⋅+⋅+⋅= 2,05,03,0

PA e PB são as notas das provas da parte A (PA) e da parte B (PB) e T é a média aritmética das notas das listas de exercícios e dos trabalhos;

Dias das provas: 24 de abril e 24 de junho. IV. Professores responsáveis: Renato Pavanello e Sérgio Tonini Button.