O que significa fadiga?
A fadiga é o dano estrutural progressivo e localizado que ocorre quando um material é submetido a cargas cíclicas. Se as tensões locais forem altas o suficiente, isso leva ao início de uma trinca, ao crescimento da trinca e, finalmente, à fratura. A fadiga pode exacerbar os danos estruturais na presença de ambientes corrosivos.
Muitas falhas dramáticas e severas são causadas por fadiga, e é essencial que os engenheiros estruturais incluam a fadiga nas considerações de projeto. Alguns materiais (como algumas ligas de aço e titânio) exibem um limite teórico de fadiga abaixo do qual o carregamento contínuo não leva à falha por fadiga.
Industriapedia explica a fadiga
Na ciência dos materiais, a fadiga é o enfraquecimento de um material. É um efeito cumulativo que causa a falha de um material após repetidas aplicações de tensão, nenhuma das quais excede a resistência à tração final. O termo "fadiga" é baseado no conceito de que um material fica "cansado" e falha em um nível de tensão abaixo da resistência nominal do material.
A fadiga por corrosão é o resultado da ação combinada de tensões alternadas ou cíclicas e um ambiente corrosivo. Acredita-se que o processo de fadiga cause a ruptura do filme passivo protetor, sobre o qual a corrosão é acelerada. Se o metal for simultaneamente exposto a um ambiente corrosivo, a falha pode ocorrer com cargas ainda mais baixas e após um tempo menor.
A fadiga ocorre quando um material é submetido a cargas e descargas repetidas. Se as cargas estiverem acima de um certo limite, trincas microscópicas começam a se formar nos concentradores de tensão, como a superfície, bandas de deslizamento persistentes (PSBs) e interfaces de grãos. Eventualmente, quando uma trinca atinge um tamanho crítico, a trinca se propaga repentinamente e a estrutura se fratura. A forma da estrutura afeta significativamente a vida à fadiga - furos quadrados ou cantos afiados levam a tensões locais elevadas onde podem iniciar trincas de fadiga.
A falha por fadiga ocorre em três estágios:
- Iniciação de crack
- Crescimento de trinca lento e estável
- fratura rápida
A maioria das falhas de engenharia são causadas por fadiga. O tipo de fadiga mais preocupante em placas de circuito, gasolina, diesel, motores de turbina a gás e muitas aplicações industriais é a fadiga térmica. A fadiga térmica pode surgir de tensões térmicas produzidas por mudanças cíclicas de temperatura.