Mecânica da fratura

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A mecânica da fratura é a área da mecânica que estuda os processos mecânicos que levam à propagação de fendas, fissuras e outros "defeitos", diminuindo a resistência do material, provocando a fratura (rotura) do mesmo. Utiliza métodos analíticos da mecânica dos sólidos para calcular a força motriz em uma trinca e métodos da mecânica dos sólidos experimental para caracterizar a resistência do material à fratura.

Na moderna ciência dos materiais, a mecânica da fratura é uma ferramenta fundamental na melhoria do desempenho mecânico de materiais e componentes. Aplica a física de tensão e deformação, em particular as teorias da elasticidade e plasticidade, aos defeitos cristalográficos microscópicos encontrados em materiais reais, a fim de prever a falha mecânica macroscópica dos corpos. A fractografia é amplamente utilizado com a mecânica da fratura para entender as causas das falhas e também verificar as previsões teóricas de falha com falhas reais.

Mecânica da fratura linear elástica[editar | editar código-fonte]

Critério de Griffith[editar | editar código-fonte]

A mecânica da fratura foi desenvolvida durante a Primeira Guerra Mundial pelo engenheiro aeronáutico inglês Alan Arnold Griffith, visando explicar o mecanismo de falha de materiais frágeis.[1] O trabalho de Griffith foi motivado por dois fatos contraditórios:

  • A tensão necessária para fraturar um bloco de vidro é aproximadamente 100 MPa
  • A tensão teórica necessária para quebras ligações atômicas é aproximadamente 10000 MPa.

Uma teoria era necessária para reconciliar estas observações conflitantes. Além disso, experiências com fibra de vidro realizadas por Griffith sugeriram que a tensão de fratura aumentava com o decréscimo do diâmetro das fibras. Assim, a resistência à tração uniaxial, que era usada extensivamente para prever a falha do material antes de Griffith, não poderia ser uma propriedade material independente do corpo de prova. Griffith sugeriu que a baixa resistência observada em experimentos, assim como a dependência de tamanho da resistência, seria devida à presença de falhas microscópicas no material.

Para verificar a hipótese de falha, Griffith introduziu uma falha artificial em seu corpo de prova.

Referências

  1. Griffith, A. A. (1921), «The phenomena of rupture and flow in solids» (PDF), Philosophical Transactions of the Royal Society of London, A, 221: 163–198, consultado em 27 de abril de 2012, cópia arquivada (PDF) em |arquivourl= requer |arquivodata= (ajuda) 🔗 .

Bibliography[editar | editar código-fonte]

  • C.P. Buckley, "Material Failure". Notas de aula (2005), Universidade de Oxford.
  • T.L. Anderson, "Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications" (1995) CRC Press.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]