Analysis of pad compliance under fretting fatigue

Abstract

A fadiga por fretting é um problema de contato de grande importância para a indústria aeroespacial. Ao longo dos anos, uma série de campanhas experimentais foram realizadas, no entanto, poucas delas se preocuparam com a deformação da sapata e como ela poderia impactar as estimativas de vida. Uma das razões para não se dedicarem muito ao efeito de deformação é que as conhecidas soluções analíticas de Cattaneo-Mindlin e subsequentes para o contato entre dois cilindros não consideram a deformação lateral de nenhum dos cilindros. Neste estudo, a deformação da sapata foi colocada em foco, estimando sistematicamente as vidas totais em fadiga por fretting para diferentes tamanhos de balanço da sapata, ou seja, a distância entre a superfície de contato e o aparato de suporte da sapata. A variação do balanço da sapata foi realizada em testes experimentais com liga de Al 7075-T651. As estimativas foram feitas usando análise de elementos finitos e teoria das distâncias críticas. Elas representaram bem a tendência de que, com o aumento da deformação da sapata, a vida útil de componentes sob fadiga por fretting diminui. As estimativas com a solução analítica indeformável podem superestimar as vidas úteis em até 37%. A metodologia proposta mostrou erros médios menores que 18%.