Fadiga funcional e estrutural em fios de NiTi com memória de forma submetidos a ciclos termomecânicos

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Autor(es): dc.contributorSilva, Edson Paulo da-
Autor(es): dc.creatorBarcelos, Arthur Pinheiro-
Data de aceite: dc.date.accessioned2021-10-14T17:53:31Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2021-10-14T17:53:31Z-
Data de envio: dc.date.issued2018-08-08-
Data de envio: dc.date.issued2018-08-08-
Data de envio: dc.date.issued2018-08-07-
Data de envio: dc.date.issued2018-03-16-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.unb.br/handle/10482/32384-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/618614-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.-
Descrição: dc.descriptionAs Ligas com Memória de Forma (LMF) apresentam dois comportamentos termomecânicos diferenciados que podem ser explorados para o desenvolvimento de muitas aplicações: o efeito memória de forma e a pseudoelasticidade. O efeito memória de forma é caracterizado por deformações reversíveis originárias de variações de temperatura do material devido a transformações martensíticas termoelásticas. Esse princípio de funcionamento estimula a aplicação de LMF como atuadores, apresentando algumas vantagens em relação a outros atuadores convencionais devido à sua excepcional redução de peso e volume de projetos. A escassez na literatura de métodos definitivos para prever a vida útil do atuador de LMF motiva o estudo de seu comportamento cíclico e fadiga. Os atuadores baseados em ligas com memória de forma podem acumular deformações plásticas e sofrer ruptura, além de perder gradualmente a capacidade de recuperação da forma, conhecida como fadiga funcional, associada às repetidas transformações induzidas por temperatura. Nesse âmbito, a fadiga estrutural e a fadiga funcional de fios NiTi SmartFlex® submetidos à transformação de fase martensítica induzida termicamente sob tensão mecânica constante são investigadas. Foram realizados 24 ensaios de ciclagem termomecânica em diferentes condições de aquecimento e resfriamento e sob quatro diferentes níveis de tensão axial. A influência dessas condições de ensaio foram analisadas, a degradação do efeito memória de forma foi visualizada em curvas de evolução da deformação e a fadiga estrutural foi estudada por meio de três diferentes curvas de ajuste: curvas S-N, curvas que relacionam a deformação plástica com a vida em fadiga baseadas nas relações de Coffin-Manson e curvas baseadas no modelo de plano crítico de Smith, Watson e Topper. Conclui-se que o aumento na taxa de aquecimento e resfriamento e na tensão mecânica pode resultar em falha precoce do material. No âmbito de fadiga funcional, as condições estabelecidas nos ensaios resultaram em alteração na deformação recuperável inferior a 1% para o material estudado.-
Descrição: dc.descriptionShape Memory Alloys (SMA) presents two exceptional thermomechanical behaviors that can be used for development of many applications: shape memory effect and superelasticity. The shape memory effect is characterized by reversible deformation under thermal load due to thermoelastic martensitic transformations. This operation principle encourages the application of SMA as actuators, presenting some advantages over other conventional actuators because of their weight and volume saving. The lack of definite methods for predicting SMA actuator lifetime motivates the study of its cyclic behavior and fatigue. SMA actuators may accumulate plastic deformations and suffer rupture, in addition to gradually losing shape recovery, known as functional fatigue, associated with the repeated thermal induced transformations. The structural thermomechanical fatigue and functional fatigue of NiTi SmartFlex® wires undergoing thermally induced martensitic phase transformation with constant stress are investigated. An amount of 24 thermomechanical cycling tests were performed under different heating and cooling conditions and under four different axial stress levels. The influence of these test conditions was analyzed, the wire strain evolution was evaluated to determine the degradation of shape memory effect and three power law curves were used to fit fatigue failure data: S-N curves, plastic strain versus fatigue life curves based on Coffin-Manson relation, and curves based on the critical plane model of Smith, Watson, and Topper. It can be concluded that the application of high heating/cooling rate and high stress can result in early failure of the material. The test conditions did not imply significant functional fatigue (recoverable strain below 1%).-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
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Palavras-chave: dc.subjectFadiga funcional-
Palavras-chave: dc.subjectCiclagem termomecânica-
Palavras-chave: dc.subjectLigas (Metalurgia)-
Palavras-chave: dc.subjectFadiga estrutural-
Título: dc.titleFadiga funcional e estrutural em fios de NiTi com memória de forma submetidos a ciclos termomecânicos-
Título: dc.titleFunctional and structural fatigue of NiTi shape memory wires subjected to thermomechanical cycling-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional – UNB

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