Redução severa da vida à fadiga na liga de alumínio 7075-t6511 causada por defeitos rasos de indentação : investigação experimental e modelagem preditiva

Abstract

Este trabalho investiga a redução severa da vida à fadiga da liga de alumínio 7075-T6511 associada à presença de pequenos defeitos rasos, causados pelo contato compressivo de objetos duros. O estudo concentra-se na influência das tensões residuais trativas, resultantes do processo de indentação, na redução da vida à fadiga. Ensaios de fadiga axiais e torcionais foram conduzidos em corpos de prova lisos e indentados, visando quantificar a redução da vida à fadiga provocada pela presença do defeito. Foi observada uma redução na vida à fadiga de até 29 vezes sob carregamento axial e de até 33 vezes sob carregamento torcional. Observou-se, ainda, que quanto menor a amplitude de tensão nominal aplicada, mais severa foi a redução da vida à fadiga em comparação aos corpos de prova lisos. Com base nesses resultados, foi desenvolvida uma metodologia para estimar a vida à fadiga de componentes contendo defeitos rasos, que combina a caracterização do comportamento à fadiga em corpos lisos com a quantificação das tensões residuais produzidas pela indentação, por meio de simulações elastoplásticas via Método dos Elementos Finitos. As previsões de vida à fadiga foram realizadas empregando o parâmetro de fadiga proposto por Zhao e Jiang, considerando as tensões residuais e o carregamento nominal, apresentando concordância satisfatória com os dados experimentais e mantendo-se, majoritariamente, dentro de uma margem de erro conservadora de fator três. A estrutura proposta equilibra a confiabilidade preditiva com a eficiência computacional, fornecendo uma ferramenta prática para a avaliação da fadiga na presença de defeitos.