Desenvolvimento de um software educacional para análise de fadiga pelo método da vida sob tensão
Abstract
Este trabalho consiste no desenvolvimento e aplicação de uma ferramenta numérica didática para análise da falha por fadiga de componentes mecânicos, constituídos de materiais
dúcteis submetidos a alta ciclagem. Este software é desenvolvido em linguagem Python
com o conjunto de ferramentas de código aberto GNU Image Manipulation Program Toolkit
ou GIMP Toolkit (GTK) para criar interfaces gráficas para o usuário do programa (Graphical
User Interface ou GUI). Com o objetivo de facilitar o desenvolvimento e a escrita do código,
a ferramenta de auxílio para criar interfaces intuitivas Glade é utilizada, permitindo gerar
um código-fonte em .xml para a linguagem de programação escolhida (no caso, Python).
A metodologia de análise de fadiga é fundamentada na literatura da área, apresentando o
equacionamento e as aproximações analíticas. A partir da análise de esforços e de tensões que atuam na peça avaliada, obtidos na análise estática inicial como dado de entrada
do software, e com a inserção de dados do material e do carregamento, o usuário do programa pode analisar computacionalmente os resultados de uma análise dinâmica e traçar
os diagramas de falha por fadiga segundo os critérios mais usuais da literatura. Dois estudos de caso foram escolhidos para verificar o bom funcionamento do software proposto,
um deles baseado em Budynas e Nisbett (2019) e o outro em Norton (2013). Como resultado, o primeiro estudo de caso, analisando dois exemplos daquela referência, obteve uma
diferença de 0, 014% e 0, 068% para a determinação do limite de resistência à fadiga S
′
e e,
para a determinação do coeficiente de segurança de falha por fadiga, utilizando o critério
de Goodman, não houve diferenças significativas até a segunda casa decimal, conforme
a mesma literatura. Resultados similares para o segundo estudo de caso também foram
obtidos. Ao término do desenvolvimente deste trabalho, desenvolveu-se um programa funcional, chamado de Fatigue Life Calculator, no qual, é capaz de calcular a fadiga mecânica
para duas diferentes metodologias de cálculo.
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