{"id":119300,"date":"2023-01-20T09:41:41","date_gmt":"2023-01-20T08:41:41","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/o-que-e-vida-em-fadiga-curva-s-n-curva-de-woehler-definicao\/"},"modified":"2023-02-01T08:00:48","modified_gmt":"2023-02-01T07:00:48","slug":"o-que-e-vida-em-fadiga-curva-s-n-curva-de-woehler-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/pt-br\/o-que-e-vida-em-fadiga-curva-s-n-curva-de-woehler-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 Vida em Fadiga \u2013 Curva S-N &#8211; Curva de Woehler &#8211; Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<p><span><div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">A curva SN, tamb\u00e9m conhecida como curva de W\u00f6hler, representa a tens\u00e3o aplicada (S) em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 vida \u00fatil do componente ou n\u00famero de ciclos at\u00e9 a falha (N).\u00a0Engenheiros usam este m\u00e9todo para determinar a vida de fadiga de um material.<\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Na ci\u00eancia dos materiais, a\u00a0<\/span><strong><span>fadiga<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00e9 o enfraquecimento de um material causado por\u00a0<\/span><strong><span>carregamento c\u00edclico<\/span><\/strong><span>\u00a0que resulta em danos estruturais progressivos, quebradi\u00e7os e localizados.\u00a0Uma vez iniciada a trinca, cada ciclo de carregamento aumentar\u00e1 a trinca em uma pequena quantidade, mesmo quando repetidas tens\u00f5es alternadas ou c\u00edclicas s\u00e3o de intensidade consideravelmente abaixo da resist\u00eancia normal.\u00a0As tens\u00f5es podem ser devidas a vibra\u00e7\u00e3o ou ciclagem t\u00e9rmica.\u00a0O dano por fadiga \u00e9 causado por:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>a\u00e7\u00e3o simult\u00e2nea do estresse c\u00edclico,<\/span><\/li>\n<li><span>tens\u00e3o de tra\u00e7\u00e3o (seja aplicada diretamente ou residual),<\/span><\/li>\n<li><span>tens\u00e3o pl\u00e1stica.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Se qualquer um desses tr\u00eas n\u00e3o estiver presente, uma trinca de fadiga n\u00e3o ser\u00e1 iniciada e propagada.\u00a0A maioria das falhas de engenharia s\u00e3o causadas por fadiga.<\/span><\/p>\n<p><span>Embora a fratura seja do tipo fr\u00e1gil, pode levar algum tempo para se propagar, dependendo tanto da intensidade quanto da frequ\u00eancia dos ciclos de tens\u00e3o.\u00a0No entanto, h\u00e1 muito pouco, se houver, aviso antes da falha se a rachadura n\u00e3o for notada.\u00a0O n\u00famero de ciclos necess\u00e1rios para causar falha por fadiga em um determinado pico de tens\u00e3o \u00e9 geralmente muito grande, mas diminui \u00e0 medida que a tens\u00e3o aumenta.\u00a0Para alguns a\u00e7os macios, as tens\u00f5es c\u00edclicas podem continuar indefinidamente, desde que o pico de tens\u00e3o (\u00e0s vezes chamado de resist\u00eancia \u00e0 fadiga) esteja abaixo do valor limite de resist\u00eancia.\u00a0Um bom exemplo de falha por fadiga \u00e9 quebrar uma haste ou fio de a\u00e7o fino com as m\u00e3os depois de dobr\u00e1-lo para frente e para tr\u00e1s v\u00e1rias vezes no mesmo lugar.\u00a0Outro exemplo \u00e9 um impulsor de bomba desequilibrado, resultando em vibra\u00e7\u00f5es que podem causar falha por fadiga.\u00a0O tipo de fadiga mais preocupante em usinas nucleares \u00e9 a fadiga t\u00e9rmica.\u00a0A fadiga t\u00e9rmica pode surgir de tens\u00f5es t\u00e9rmicas produzidas por mudan\u00e7as c\u00edclicas de temperatura.\u00a0Grandes componentes como o pressurizador, o vaso do reator e a tubula\u00e7\u00e3o do sistema do reator est\u00e3o sujeitos a tens\u00f5es c\u00edclicas causadas por varia\u00e7\u00f5es de temperatura durante a inicializa\u00e7\u00e3o do reator, mudan\u00e7a no n\u00edvel de pot\u00eancia e desligamento.<\/span><\/p>\n<h2><span>Vida \u00fatil em fadiga &#8211; Curva SN<\/span><\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-30528\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/S-N-curve-Fatigue-Failure.png\" alt=\"Curva SN - Falha por Fadiga\" width=\"545\" height=\"475\" \/><\/p>\n<p><span>A American Society for Testing and Materials define a vida em fadiga, N\u00a0<\/span><sub><span>f<\/span><\/sub><span>\u00a0, como o n\u00famero de ciclos de tens\u00e3o de um car\u00e1ter especificado que um corpo de prova sustenta antes que ocorra uma falha de uma natureza especificada.\u00a0<\/span><strong><span>A vida em fadiga<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00e9 afetada por tens\u00f5es c\u00edclicas, tens\u00f5es residuais, propriedades do material, defeitos internos, tamanho do gr\u00e3o, temperatura, geometria do projeto, qualidade da superf\u00edcie, oxida\u00e7\u00e3o, corros\u00e3o, etc. Para alguns materiais, principalmente a\u00e7o e tit\u00e2nio, existe um valor te\u00f3rico para a tens\u00e3o amplitude abaixo da qual o material n\u00e3o falhar\u00e1 por qualquer n\u00famero de ciclos, chamado de limite de\u00a0<\/span><strong><span>fadiga, limite<\/span><\/strong><span>\u00a0de\u00a0<\/span><strong><span>resist\u00eancia<\/span><\/strong><span>\u00a0ou\u00a0<\/span><strong><span>resist\u00eancia \u00e0 fadiga<\/span><\/strong><span>.<\/span><\/p>\n<p><span>Os engenheiros usam v\u00e1rios m\u00e9todos para determinar a vida \u00e0 fadiga de um material.\u00a0Um dos mais \u00fateis \u00e9 o m\u00e9todo tens\u00e3o-vida, comumente caracterizado por uma\u00a0<\/span><strong><span>curva SN<\/span><\/strong><span>, tamb\u00e9m conhecida como\u00a0<\/span><strong><span>curva de W\u00f6hler<\/span><\/strong><span>.\u00a0Este m\u00e9todo \u00e9 ilustrado na figura.\u00a0Ele plota a\u00a0<\/span><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/strength\/tensile-stress-materials\/\"><span>tens\u00e3o<\/span><\/a><span>\u00a0aplicada (S)<\/span><\/strong><span>\u00a0contra a vida \u00fatil do componente ou o n\u00famero de\u00a0<\/span><strong><span>ciclos at\u00e9 a falha (N)<\/span><\/strong><span>.\u00a0\u00c0 medida que a tens\u00e3o diminui de algum valor alto, a vida \u00fatil do componente aumenta lentamente no in\u00edcio e depois rapidamente.\u00a0Como a fadiga, como a fratura fr\u00e1gil, tem uma natureza t\u00e3o vari\u00e1vel, os dados usados \u200b\u200bpara plotar a curva ser\u00e3o tratados estatisticamente.\u00a0A dispers\u00e3o nos resultados \u00e9 consequ\u00eancia da sensibilidade \u00e0 fadiga a uma s\u00e9rie de par\u00e2metros de teste e material que s\u00e3o imposs\u00edveis de controlar com precis\u00e3o.<\/span><\/p>\n<p><span>Os seguintes termos s\u00e3o definidos para a curva SN:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Limite de Fadiga<\/span><\/strong><span>.\u00a0O limite de fadiga (\u00e0s vezes tamb\u00e9m chamado de limite de resist\u00eancia) \u00e9 o n\u00edvel de tens\u00e3o abaixo do qual a falha por fadiga n\u00e3o ocorre.\u00a0Este limite existe apenas para algumas ligas ferrosas (\u00e0 base de ferro) e de tit\u00e2nio, para as quais a curva S-N se torna horizontal em valores de N mais altos.\u00a0Outros metais estruturais, como alum\u00ednio e cobre, n\u00e3o t\u00eam um limite distinto e eventualmente falhar\u00e3o mesmo com pequenas amplitudes de tens\u00e3o.\u00a0Os valores t\u00edpicos do limite para a\u00e7os s\u00e3o 1\/2 do limite de resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o, at\u00e9 um m\u00e1ximo de 290 MPa (42 ksi).<\/span><\/li>\n<li><strong><span>For\u00e7a de fadiga<\/span><\/strong><span>.\u00a0A ASTM define a resist\u00eancia \u00e0 fadiga, S<\/span><sub><span>Nf<\/span><\/sub><span>, como o valor da tens\u00e3o na qual a falha ocorre ap\u00f3s um n\u00famero especificado de ciclos (por exemplo, 10<\/span><sup><span>7<\/span><\/sup><span> ciclos). A 10<\/span><sup><span>7<\/span><\/sup><span>\u00a0ciclos e o fator de concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o = 3,3.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Fadiga Vida<\/span><\/strong><span>.\u00a0A vida em fadiga caracteriza o comportamento de fadiga de um material.\u00a0\u00c9 o n\u00famero de ciclos para causar falha em um n\u00edvel de tens\u00e3o especificado, conforme obtido do gr\u00e1fico S-N<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>O processo de falha por fadiga \u00e9 caracterizado por tr\u00eas etapas distintas:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>Inicia\u00e7\u00e3o de trinca, na qual uma pequena trinca se forma em algum ponto de alta concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o.<\/span><\/li>\n<li><span>Propaga\u00e7\u00e3o da trinca, durante a qual essa trinca avan\u00e7a incrementalmente a cada ciclo de tens\u00e3o.\u00a0A maior parte da vida \u00e0 fadiga \u00e9 geralmente consumida na fase de crescimento da trinca.<\/span><\/li>\n<li><span>Falha final, que ocorre muito rapidamente quando a trinca em avan\u00e7o atinge um tamanho cr\u00edtico.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>As trincas associadas \u00e0 falha por fadiga quase sempre iniciam (ou nucleam) na superf\u00edcie de um componente em algum ponto de concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o.\u00a0Qualquer coisa que leve \u00e0 concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00f5es e ao desenvolvimento de trincas reduzir\u00e1 a vida \u00fatil \u00e0 fadiga.\u00a0Portanto, aumentar o grau de acabamento da superf\u00edcie, o polimento em compara\u00e7\u00e3o com a retifica\u00e7\u00e3o, melhora a vida \u00e0 fadiga.\u00a0Aumentar a resist\u00eancia e a dureza das camadas superficiais dos componentes met\u00e1licos tamb\u00e9m melhorar\u00e1 a resist\u00eancia \u00e0 fadiga.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_30527\" aria-describedby=\"caption-attachment-30527\" style=\"width: 536px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-30527\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/S-N-curves-of-different-materials.png\" alt=\"Curvas SN de diferentes materiais\" width=\"546\" height=\"532\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-30527\" class=\"wp-caption-text\"><span>Tens\u00e3o m\u00e1xima (S) versus logaritmo do n\u00famero de ciclos para falha por fadiga (N) para sete ligas met\u00e1licas.\u00a0As curvas foram geradas usando testes de rota\u00e7\u00e3o-flex\u00e3o e ciclo reverso.\u00a0Fonte: William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ci\u00eancia e Engenharia de Materiais: Uma Introdu\u00e7\u00e3o 9\u00aa Edi\u00e7\u00e3o, Wiley;\u00a09 edi\u00e7\u00e3o (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<h2><span>Fadiga de alto ciclo x Fadiga de baixo ciclo<\/span><\/h2>\n<p><span>A fadiga foi separada em regi\u00f5es de fadiga de alto ciclo e fadiga de baixo ciclo.\u00a0A principal diferen\u00e7a entre fadiga de alto e baixo ciclo \u00e9 o n\u00famero de ciclos at\u00e9 a falha.\u00a0A transi\u00e7\u00e3o entre LCF e HCF \u00e9 determinada pelo n\u00edvel de tens\u00e3o, ou seja, transi\u00e7\u00e3o entre deforma\u00e7\u00f5es pl\u00e1sticas e el\u00e1sticas.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Fadiga de alto ciclo<\/span><\/strong><span> requer mais de 10<\/span><sup><span>4<\/span><\/sup><span>\u00a0ciclos at\u00e9 a falha, onde a tens\u00e3o \u00e9 baixa e principalmente el\u00e1stica.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>A fadiga de baixo ciclo<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00e9 caracterizada pela deforma\u00e7\u00e3o pl\u00e1stica repetida (ou seja, em cada ciclo) e, portanto, o n\u00famero de ciclos at\u00e9 a falha \u00e9 baixo.\u00a0Na regi\u00e3o pl\u00e1stica, grandes mudan\u00e7as na deforma\u00e7\u00e3o podem ser produzidas por pequenas mudan\u00e7as na tens\u00e3o.\u00a0Experimentos mostraram que a fadiga de baixo ciclo tamb\u00e9m \u00e9 o crescimento de trincas.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Falhas por fadiga, tanto para ciclo alto quanto para ciclo baixo, seguem todas as mesmas etapas b\u00e1sicas do processo de inicia\u00e7\u00e3o de trinca, crescimento de trinca est\u00e1gio I, crescimento de trinca est\u00e1gio II e, finalmente, falha final.<\/span><\/p>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span><div class=\"su-accordion su-u-trim\"><div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>Refer\u00eancias:<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Ci\u00eancia de materiais:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span>Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ci\u00eancia e Engenharia de Materiais: Uma Introdu\u00e7\u00e3o 9\u00aa Edi\u00e7\u00e3o, Wiley;\u00a09 edi\u00e7\u00e3o (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<\/span><\/li>\n<li><span>Eberhart, Mark (2003).\u00a0Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz.\u00a0Harmonia.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/span><\/li>\n<li><span>Gaskell, David R. (1995).\u00a0Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Termodin\u00e2mica dos Materiais (4\u00aa ed.).\u00a0Editora Taylor e Francis.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/span><\/li>\n<li><span>Gonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. &amp; Mancini, HL (2004).\u00a0Uma Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Ci\u00eancia dos Materiais.\u00a0Princeton University Press.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/span><\/li>\n<li><span>Ashby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Materiais: engenharia, ci\u00eancia, processamento e design (1\u00aa ed.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/span><\/li>\n<li><span>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Engenharia Nuclear, 3\u00aa ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Veja acima:<\/span><br \/>\n<span>Fadiga<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/failure-modes-of-materials\/fatigue-of-material-fatigue-failure \/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff;border-color:#cccccc;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#606060;padding:7px 20px;font-size:16px;line-height:24px;border-color:#ffffff;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px;text-shadow:0px 0px 0px #000000 ;-moz-text-shadow:0px 0px 0px #000000 ;-webkit-text-shadow:0px 0px 0px #000000 \"><i class=\"sui sui-link\" style=\"font-size:16px;color:#5d5d5d\"><\/i> <\/span><\/a><\/span><\/p><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Esperamos que este artigo,\u00a0<\/span><strong><span>Fatigue Life \u2013 Curva SN &#8211; Curva Woehler<\/span><\/strong><span>, ajude voc\u00ea.\u00a0Se sim,\u00a0<\/span><strong><span>d\u00ea um like<\/span><\/strong><span>\u00a0na barra lateral.\u00a0O objetivo principal deste site \u00e9 ajudar o p\u00fablico a aprender algumas informa\u00e7\u00f5es interessantes e importantes sobre materiais e suas propriedades.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esperamos que este artigo,\u00a0Fatigue Life \u2013 Curva SN &#8211; Curva Woehler, ajude voc\u00ea.\u00a0Se sim,\u00a0d\u00ea um like\u00a0na barra lateral.\u00a0O objetivo principal deste site \u00e9 ajudar o p\u00fablico a aprender algumas informa\u00e7\u00f5es interessantes e importantes sobre materiais e suas propriedades. &nbsp;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>O que \u00e9 Vida em Fadiga \u2013 Curva S-N - Curva de Woehler - Defini\u00e7\u00e3o | Propriedades do material<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"A curva S-N, tamb\u00e9m conhecida como curva de W\u00f6hler, representa a tens\u00e3o aplicada (S) em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 vida \u00fatil do componente ou n\u00famero de ciclos at\u00e9 a falha (N). 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