Fadiga e Mecânica da Fratura

Código:

EM0067

Sigla:

FMF

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Mecânica Aplicada

Ocorrência: 2007/2008 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Mecânica Aplicada
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEM	15	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	6	56	160

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A disciplina visa fornecer conhecimentos relativos à avaliação da integridade estrutural de construções mecânicas, na possível presença de fendas.
Os conhecimentos a adquirir são relevantes quer para o projecto de equipamentos tomando em consideração a sua danificação em serviço, nomeadamente por fadiga, quer para a interpretação de causas de falhas estruturais ('failure analysis').

Espera-se que os alunos aprovados desenvolvam nomeadamente a capacidade de:

- selecionar os critérios e os procedimentos relevantes para a avaliação da integridade estrutural de componentes mecânicos, de estruturas e ligações estruturais contendo fendas, e realizar essa avaliação;
- proceder e coordenar a análise de causas de rotura por fractura e fadiga, em casos reais;
- interpretar criticamente a literatura relevante, nomeadamente os códigos e normas, e as partes de códigos e normas, que tratam o problema da fractura e fadiga.

Programa

1. Mecânica da Fractura Linear Elástica. Análise de tensões na extremidade de fissuras. O conceito de factor de intensidade de tensão, K. Métodos energéticos. O conceito de taxa de libertação de energia, G. Relações entre K e G. Determinação de K usando o método dos elementos finitos. Região plástica na extremidade de fissuras. Estado plano de tensão e de deformação. Fissura elástica equivalente. Tenacidade em estado de deformação plano - KIc. A norma ASTM E399.
2. Mecânica da Fractura Elasto-Plástica. O modelo de Dugdale. Crack Opening Displacement - ensaios e normalização. A Welding Institute Design Curve. O integral J. Relações COD - J.
3. Propagação estável de fissuras: fadiga e corrosão sob tensão. Lei de Paris. O conceito de limiar de propagação. Relações entre os ensaios SN (Wohler) e os ensaios de Mecânica da Fractura.
4. Aplicação da Mecânica da Fractura em Materiais Compósitos. Noções de fissura equivalente e de densidade de saturação de fissuras.
5. Análise de roturas (failure analysis). O critério CEGB R6.

Bibliografia Obrigatória

Ewalds, H. L.; Fracture mechanics
Broek, David; Elementary engineering fracture mechanics. ISBN: 90-247-2656-5
Branco, Carlos Augusto Gomes de Moura; Fadiga de estruturas soldadas
Knott, John; Fracture mechanics. ISBN: 0-901716-28-6
Anderson, T. L.; Fracture mechanics. ISBN: 0-8493-4277-5
Sanford, R. J. 340; Selected Papers on Crack Tip Stress Fields. ISBN: 0-912053-56-9

Bibliografia Complementar

Sanford, R. J. 340; Selected Papers on Foundations of Linear Elastic Fracture Mechanics. ISBN: 0-912053-55-0

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas são essencialmente teórico-práticas. Existe uma sessão de laboratório, em que os alunos contactam com equipamento e procedimentos de ensaio. Adicionalmente, são apresentados e discutidos com os alunos trabalhos de ID em curso.

Software

Ansys 5.7

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	56,00
exame	Exame	3,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
a componente "estudo" inclui a realização de trabalhos e a preparação dos respectivos relatórios	Estudo autónomo	130	2008-01-05
	Total:	130,00

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação resulta do desempenho no exame; em casos de dúvida, e quando tal favoreça o/a aluno/a, são tomadas em consideração a qualidade dos trabalhos apresentados e a assiduidade.

Provas e trabalhos especiais

Os alunos serão INCENTIVADOS a realizar trabalhos sobre temas que serão propostos quando oportuno.
(O interesse e desempenho nesses trabalhos sugeridos é, naturalmente, tido em consideração quando a classificação final é atribuida).

Observações

Existindo numero significativo de alunos estrangeiros, o curso poderá ser dado em Inglês, como já sucedeu no passado.
(Naturalmente que tal só sucederá caso os alunos Portugueses estejam de acordo - também já sucedeu no passado que os alunos Portugueses se opuseram à leccionação em Inglês).