Navegando por Autor "Barroso, Emerson Kellem Lana"

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Caracterização do fechamento de trinca de fadiga numa liga Al 7475 pré-deformada e com shot peening.
(2015) Viana, Thiago Gomes; Godefroid, Leonardo Barbosa; Barroso, Emerson Kellem Lana; Al-Rubaie, Kassim Shamil Fadhil
No presente trabalho procurou-se verificar o efeito de estiramento em tração e de tratamento mecânico superficial de shot peening na resistência à propagação de trinca de fadiga de uma liga de alumínio do tipo Al 7475-T7351. Trata-se de uma liga Al-Zn-Mg-Cu, com tratamento térmico de superenvelhecimento, para emprego aeronáutico. Corpos-de-prova do tipo C(T) foram confeccionados no sentido longitudinal de conformação mecânica, e posteriormente ensaiados de acordo com a Norma ASTM E 647, para a determinação da taxa de propagação de trinca da/dN em função da força motriz ΔK de propagação de trinca de fadiga, desde o limiar de propagação até a fratura. Os ensaios foram realizados para R (razão entre tensões) igual a 0,1 e 0,5. A espessura dos corpos-de-prova foi de 5 mm. O efeito do estiramento foi estudado em corpos-de-prova com 0%, 3% e 5% de deformação plástica. O efeito de shot peening foi estudado em corpos-de-prova com e sem este tratamento superficial. A resistência à propagação de trinca de fadiga diminui com o aumento do estiramento, mas pode ser melhorada através do shot peening. Quanto maior o valor de R, maior a taxa de propagação de trinca. Todos estes efeitos foram estudados e explicados a partir da determinação da variação da carga de fechamento de trinca em função da força motriz ΔK, assim como através de análise fratográfica.
Efeito da pré-deformação e Shot Peening na tenacidade à fratura e propagação de trinca por fadiga da liga de alumínio 7475-T7351, de aplicação aeronáutica.
(2004) Barroso, Emerson Kellem Lana; Godefroid, Leonardo Barbosa
As ligas de alumínio são largamente utilizadas em projetos aeronáuticos em função da boa resistência mecânica associada com sua baixa densidade. Dentre elas, a liga 7475-T7351 é utilizada devido ao seu bom comportamento em termos de propagação de trinca de fadiga e seus elevados valores de tenacidade à fratura. Os efeitos da pré-deformação e shot peening na propagação de trinca por fadiga e tenacidade à fratura dessa liga foram investigados. Ensaios com amplitude constante foram realizados para duas razões de tensão R objetivando também mostrar os efeitos dessa variável no comportamento do material. Os resultados mostram que, tanto a resistência à propagação de trinca de fadiga quanto a tenacidade à fratura do material, diminuem na medida em que se aumenta a quantidade de pré-deformação. O mesmo efeito é observado para o aumento da razão de tensão R. Por outro lado, o tratamento por shot peening mostrou ser efetivo para a melhoria das características estudadas. Em relação à propagação de trinca, os efeitos da pré-deformação e do shot peening foram mais pronunciados para a região do limiar ΔKth. Apesar da diferença do comportamento para essas condições, não foi observada mudança significativa na microestrutura do material. O material apresentou fratura dúctil típica das ligas de alumínio, com alvéolos associados com inclusões, algumas vezes fraturadas por deformação. A propagação da trinca de fadiga ocorreu de forma transgranular em toda a extensão do corpo-de-prova, apresentando bifurcação para velocidades de propagação correspondentes à região linear da curva da/dN x ΔK, e aspecto mais plano na região do limiar ΔKth. Na região do limiar ΔKth a superfície de fratura apresentou platôs alongados e, na região de transição, a superfície de fratura foi mais plana, com o aparecimento de estrias de fadiga e bifurcações de trincas. A região superficial da amostra tratada por shot peening apresentou um típico travamento de trincas por tensões compressivas. Os modelos de Paris-Erdogan e Collipriest foram empregados e os resultados experimentais mostraram uma boa concordância com os mesmos. A aplicação do modelo de Collipriest confirma a sua relevância, principalmente quando reduções de peso e de custos são considerações importantes de projeto. Além disso, os valores ΔKth encontrados mostraram grande concordância com o mesmo. Este modelo também apresenta uma característica menos conservativa par a região do limiar ΔKth, em relação ao modelo de Paris-Erdogan, no entanto sem comprometer os aspectos de segurança. Além disso, o modelo de Collipriest apresenta recursos matemáticos para ajustar os dados com grande confiabilidade.
Fatigue crack growth analysis of pre-strained 7475–T7351 aluminum alloy.
(2006) Al-Rubaie, Kassim Shamil Fadhil; Barroso, Emerson Kellem Lana; Godefroid, Leonardo Barbosa
Aluminum alloys are widely used in aeronautical design due to their good mechanical properties and low densities. Among these alloys, 7475 (Al–Zn–Mg–Cu), modified from 7075, is successfully used due to strength similar to that of 7075 and superior fracture toughness. In this study, strips of 7475–T7351 were subjected to two tensile pre-strain levels of 3 and 5%. Using compact tension C(T) specimens, fatigue crack growth (FCG) tests were conducted in air under constant amplitude loading at a stress ratio of 0.5. Three FCG rate models, namely Collipriest, Priddle, and modified Forman were examined. The results showed that both fracture toughness and FCG resistance decreased with an increase in the prestrain level. Both Collipriest and Priddle models fit the FCG rate data in a similar fashion. However, the Priddle model provided a better fit than Collipriest. The modified Forman model provided the best fit to the FCG rate data as compared with the other two models. The modified Forman model used to fit other unpublished FCG data and its response was also superior to the others. Therefore, this model may be suggested for use in critical applications, such as aeronautical structural design.
Statistical modeling of fatigue crack growth rate in pre-strained 7475-T7351 aluminum alloy.
(2008) Al-Rubaie, Kassim Shamil Fadhil; Barroso, Emerson Kellem Lana; Godefroid, Leonardo Barbosa
In this study, 7475-T7351 aluminum strips were subjected to two tensile pre-strain levels of 3% and 5%. Using compact tension C(T) specimens, fatigue crack growth tests were conducted under constant amplitude loading at stress ratios of 0.1 and 0.5 in air and at room temperature. Three fatigue crack growth rate (FCGR) models, namely, Collipriest, Priddle, and NASGRO were examined. To handle the effect of stress ratio on FCGR, Walker equivalent stress intensity factor model was used. Consequently, generalized Collipriest (GC), generalized Priddle (GP), and generalized NASGRO (GN) models were developed and fitted to the FCGR data. It was shown that both GC and GP models fit the FCGR data in a similar fashion. However, the GP model provided a better fit than the GC model. The GN model was found to be the most appropriate model for the data. Therefore, this model may be suggested for use in critical applications, such as aeronautical structural design.