Campo DC | Valor | Idioma |
dc.contributor.advisor | Malcher, Lucival | - |
dc.contributor.author | Morales, Leonel Leonardo Delgado | - |
dc.date.accessioned | 2020-07-06T14:05:06Z | - |
dc.date.available | 2020-07-06T14:05:06Z | - |
dc.date.issued | 2020-07-06 | - |
dc.date.submitted | 2020-05-08 | - |
dc.identifier.citation | MORALES, Leonel Leonardo Delgado. Estudo experimental e numérico do comportamento mecânico na fratura da liga AISI 4340. 2020. xix, 151 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.unb.br/handle/10482/39029 | - |
dc.description | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020. | pt_BR |
dc.description.abstract | Esta tese tem como objetivo estudar o comportamento mecânico na fratura, da liga AISI
4340, sujeita a tratamentos térmicos de normalização e recozimento. Para isso,
inicialmente foram conduzidos ensaios experimentais em corpos de prova cilíndricos
lisos e entalhados, sujeitos à tração monotônica, bem como em corpos de prova
retangulares, sujeitos a carregamentos puramente cisalhantes e combinações de
cisalhamento e tração. Tais ensaios experimentais foram selecionados de maneira a
observar diferentes combinações de razão de triaxialidade e terceiro invariante
normalizado, na definição do estado de tensão. Os dois tipos de tratamentos térmicos
foram escolhidos de maneira a alcançar diferentes níveis de ductilidade do material e,
assim, estudar a sua influência no modo de fratura da liga. A liga AISI 4340 foi objeto
de estudo por ser um material de alta resistência, geralmente utilizado na engenharia,
como, por exemplo, na fabricação de risers rígidos para a indústria de exploração de
petróleo. O estudo se estendeu ao se analisar numericamente o comportamento
mecânico do material, através da implementação do modelo constitutivo baseado no
critério de von Mises. Por meio desta análise, foi possível observar a influência da razão
de triaxialidade e do terceiro invariante no comportamento mecânico do material. Além
disso, o modelo de dano de Lemaitre foi também utilizado para se avaliar
numericamente o local e o nível de deslocamento necessário para início da fratura dúctil
da liga. Juntamente a esta análise, foi implementado o modelo constitutivo baseado no
critério de Gao, bem como desenvolvida uma nova proposta de indicador de fratura
dúctil. O indicador de fratura proposto considerou uma função denominador de dano
que é dependente do terceiro invariante normalizado e da deformação plástica na
fratura. Esta função denominador de dano procura regular a taxa de evolução da
degradação do material, de acordo com o seu estado de tensão e nível de ductilidade,
fazendo com que o indicador, acoplado à etapa de pós-processamento do modelo de
Gao, seja capaz de prever, de forma satisfatória, o correto nível de força, o correto local
e deslocamento necessário para a fratura do material. Ao final, as previsões realizadas
com o auxílio do indicador foram comparadas ao desempenho do modelo de Lemaitre, o
qual se mostrou mais vantajoso na previsão do comportamento mecânico na fratura do
material para diferentes tipos de carregamentos. | pt_BR |
dc.language.iso | Português | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.title | Estudo experimental e numérico do comportamento mecânico na fratura da liga AISI 4340 | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.subject.keyword | Razão de triaxialidade | pt_BR |
dc.subject.keyword | Terceiro invariante | pt_BR |
dc.subject.keyword | Fratura dúctil - indicador | pt_BR |
dc.subject.keyword | Deformação plástica | pt_BR |
dc.subject.keyword | Liga AISI 4340 | pt_BR |
dc.rights.license | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | pt_BR |
dc.description.abstract1 | This thesis aims to study the mechanical behavior at fracture, of the AISI 4340 alloy,
subjected to normalization and annealing heat treatments. For this purpose,
experimental tests were initially carried out on smooth and notched cylindrical
specimens, subject to monotonic tensile, as well as on rectangular specimens, subject to
purely shear loads and tensile-shear combined loading conditions. Such experimental
tests were selected in order to observe different combinations of the stress triaxiality and
normalized third invariant, in the definition of the stress state. The two types of heat
treatments were chosen in order to achieve different levels of ductility for the material
and thus study its influence on the fracture mode of the alloy. The AISI 4340 alloy was
the object of study due to be a high-strength material, generally used in engineering, for
example, in the manufacture of rigid risers for petroleum industry. The study was
extended by numerically analyzing the mechanical behavior of the material, through the
implementation of the von Mises constitutive model. Through this analysis, it was
possible to observe the influence of the stress triaxiality and the third invariant on the
mechanical behavior of the material. Moreover, the Lemaitre damage model was also
used to evaluate numerically the location and level of displacement required to start the
ductile fracture of the alloy. Along with this analysis, Gao ́s constitutive model was
implemented, as well as a new proposal for a ductile fracture indicator. The proposed
fracture indicator considered a denominator of damage function, which is dependent on
the normalized third invariant and the accumulated plastic strain at fracture. This
denominator of damage function seeks to regulate the evolution of the damage law of
material, according to its stress state and level of ductility, making the indicator,
coupled with the post-processing step of the Gao ́s constitutive model, capable of
satisfactorily predict the correct level of force, the correct location and displacement
necessary for the fracture of the material. Finally, the predictions made with the aid of
the indicator were compared to the performance of the Lemaitre model, which proved to
be more advantageous in predicting the mechanical behavior at fracture of the material
for different types of loads. | pt_BR |
dc.description.unidade | Faculdade de Tecnologia (FT) | pt_BR |
dc.description.unidade | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | pt_BR |
dc.description.ppg | Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado
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