Fadiga multiaxial aplicada na análise de um componente agrícola

Abstract

Indubitavelmente, fadiga é o maior desafio encontrado por projetistas de componentes mecânicos. Problemas relacionados com fadiga foram responsáveis por notáveis desastres envolvendo a vida de muitas pessoas e perdas econômicas enormes. O estudo deste fenômeno é de grande complexidade e os métodos existentes permitem controlar somente um limitado espectro de situações. Nesse contexto, no presente trabalho se pretende avaliar as condições em fadiga de um componente agrícola submetido a um estado de solicitações multiaxial não proporcional. Para tal, utilizam-se três critérios de fadiga: Um modelo baseado em tensão equivalente; um modelo baseado na determinação do plano crítico; e finalmente um modelo baseado na tensão mesoscópica. As metodologias para a determinação da vida do componente foram implementadas em Matlab e os resultados comparados com os obtidos por outros autores. Todos os modelos confirmaram a falha do componente para valores menores que 2000 horas de uso, tempo no qual a falha do componente foi registrada em campo. Uma comparação das metodologias é finalmente apresentada e conclusões sobre o desempenho dos métodos é realizada.

Undoubtedly, fatigue is the biggest challenge encountered by mechanical component designers. Problems related to fatigue were responsible for notable disasters involving the lives of many people and huge economic losses. The study of this phenomenon is of great complexity and the existing methods allow controlling only a limited spectrum of situations. In this context, the present work intends to evaluate the fatigue conditions of an agricultural component subjected to a state of non-proportional multiaxial loading. For this, three fatigue criteria are used: A model based on equivalent stress; a model based on critical plane determination; and finally a model based on mesoscopic stress. The methodologies for determining the life of the component were implemented in Matlab and the results compared with those obtained by other authors. All models have confirmed component failure for values less than 2000 hours of use, at which time the component failure was recorded in the field. A comparison of the methodologies is finally presented and conclusions about the performance of the methods is performed.