RELAÇÃO ENTRE A TENACIDADE A FRATURA KIC E A ENERGIA DE IMPACTO DE UM ENSAIO SIMULADO PARA O AÇO AISI 4340 NORMALIZADO

Abstract

Na realização de projetos de estruturas e componentes mecânicos é fundamental a identificação das propriedades mecânicas dos materiais. Diversas metodologias e técnicas podem ser utilizadas em aplicações da mecânica dos sólidos, destacando a mecânica da fratura que fornece parâmetros para caracterização de um material através da tenacidade à fratura e do fator de intensidade de tensão que se desenvolvem na região de trincas e defeitos. Estas técnicas são influenciadas pelo tipo de carregamento, estático ou dinâmico. Algumas destas propriedades mecânicas são de difíceis obtenções, demandando equipamentos de ensaios dinâmicos complexos e um significativo custo operacional devido ao tempo de realização. Este trabalho tem como objetivo estudar a relação entre a tenacidade à fratura, denominada de fator KIC e a energia de impacto, denominada CVN, no aço liga AISI 4340 normalizado. Este material foi escolhido por sua relevância em diversos projetos e aplicações, e por ser considerado uma referência entre os aços classificados como aços de ultra alta resistência. A metodologia aplicada utiliza simulação numérica pelo método de elementos finitos para a realização de um ensaio de impacto em um corpo de prova Charpy V-notched, modelado segundo a norma ASTM E23. Foram obtidos valores para CVN a partir desta simulação, afim de se comparar com valores disponíveis na literatura. Para correlacionar os valores de energia de impacto com os valores de KIC foram consideradas equações desenvolvidas em alguns estudos afim de se averiguar sua precisão e relevância. Os resultados ainda mostraram que as equações são adequadas para a obtenção do KIC, mas o valor para CVN retornado na simulação é muito distante do disponível na literatura.