A Resistencia dos Materiais - Fadiga

Na engenharia, boa parte das suas estruturas estão sujeitas a cargas das quais são variáveis no tempo, porém muitas vezes somos levados a crer que o carregamento seja estático. Uma falha por fadiga ocorre dentro de uma gama bastante ampla de ciclos de carga, desde valores da ordem de 10 ciclos até mais de 10 7, 10 8 ciclos. É claro que a quantidade de ciclos que o componente suporta irá depender do nível da solicitação, visto que, quando tem uma carga dinâmica maior, tem – se uma vida baixa, reduzida quando comparada com uma circunstância onde a solicitação cíclica é menor, o que leva uma vida maior.

Nesse sentido, segundo a norma ASTM a definição de fadiga é “processo progressivo em um material submetido a condições que produzam tensões e deformações cíclicas que pode culminar em trincas ou fratura após um certo número de ciclos”.

As falhas por fadiga em componentes mecânicos têm início nos pontos mais solicitados, na forma de pequenas trincas preexistentes por causa da manufatura do material o que se desenvolveram ao longo do tempo ao redor de concentradores de tensões.

Essas trincas crescem pelas deformações cíclicas e vão reduzindo a seção resistente do componente. Quando esta seção não mais resistir à carga aplicada, ocorrerá à ruptura final, devido à propagação brusca da trinca

De uma perspectiva microscópico, a fadiga é um fenômeno complexo, na qual existem variáveis metalúrgicas difíceis de modelar com precisão, e consequentemente acabam variando os resultados na prática de um caso para outro. É importante destacar que existem alguns fatores que podem influenciar a vida de fadiga, por exemplo efeitos de tensões médias, descontinuidade granular do material, temperatura de operação, exposição a corrosão, variação das tensões de forma aleatória, dentre outros.

Muito esforço, tempo e investimento em pesquisas e ensaios foram demandados para entender e procurar prevenir as falhas mecânicas devidas à fadiga de material.