Análise da vida à fadiga de juntas soldadas do tipo-T considerando os efeitos da tensão residual utilizando um método numérico-experimental (2025)
- Authors:
- Autor USP: BARBOSA, RODRIGO RAMOS - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PNV
- Subjects: DIFRAÇÃO POR RAIOS X; JUNTAS SOLDADAS; SOLDAGEM; TENSÃO RESIDUAL
- Language: Português
- Abstract: O processo de soldagem é amplamente utilizado em diversos segmentos da indústria, como os setores naval, nuclear e automotivo, devido às inúmeras vantagens que oferece, tais como flexibilidade no projeto, redução de peso e menores custos. No entanto, apesar dessas vantagens, a integridade e o desempenho das juntas soldadas podem ser comprometidos por descontinuidades, tensões residuais e deformações indesejadas geradas durante o processo de soldagem. Esses fatores, aliados a outros aspectos, como carregamentos multiaxiais, geometria, propriedades do material e condições de serviço, podem resultar em falhas prematuras e, em casos extremos, catastróficas. A estimativa precisa desses efeitos é essencial para a previsão da vida útil das estruturas soldadas. Neste trabalho, propõe-se um método numérico-experimental para a análise da vida à fadiga de juntas soldadas do tipo T, considerando os efeitos das tensões residuais oriundas do processo de soldagem. A análise das tensões residuais e seus impactos na vida à fadiga foi realizada por meio de modelagem numérica do processo de soldagem, utilizando o método dos elementos finitos (MEF). Para a modelagem da fonte de calor e a simulação da adição de material durante a soldagem, foram empregados os métodos da dupla elipsoide e a técnica birth and death elements. As análises numéricas foram conduzidas no software comercial ANSYS, por meio de um modelo sólido tridimensional, utilizando modelo elasto-plástico não linear. Os resultados obtidos na análise térmica numérica foram calibrados e validados com base em dados experimentais, onde o campo de temperatura gerado durante o processo de soldagem foi medido por meio de termopares. As análises acopladas termo-estruturais para a determinação das tensões residuais foram realizadas e seus resultadoscomparados com medições experimentais medidas a partir da técnica de Difração de raios-X. As amostras foram submetidas a carregamentos cíclicos com razão de carga =0,1 e amplitude constante. As vidas à fadiga de cada amostra foram comparadas com as estimativas obtidas a partir de curvas SN geradas segundo a metodologia proposta neste estudo e conforme o código de projeto do International Institute of Welding (IIW). As amostras foram soldadas utilizando o processo de soldagem MAG e chapas de aço baixo carbono SAE 1022 microligado. Os resultados obtidos demonstraram boa concordância entre a metodologia proposta e os dados experimentais, além de apresentarem compatibilidade com metodologias estabelecidas por códigos de projeto. Dessa forma, o método desenvolvido neste estudo se mostrou eficaz na previsão da vida à fadiga de juntas soldadas considerando os efeitos das tensões residuais. Além disso, a metodologia permite a análise dos parâmetros de soldagem, visando à otimização da vida útil de componentes soldados.
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.05.2025
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ABNT
BARBOSA, Rodrigo Ramos. Análise da vida à fadiga de juntas soldadas do tipo-T considerando os efeitos da tensão residual utilizando um método numérico-experimental. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-11072025-144511/pt-br.php. Acesso em: 23 jan. 2026. -
APA
Barbosa, R. R. (2025). Análise da vida à fadiga de juntas soldadas do tipo-T considerando os efeitos da tensão residual utilizando um método numérico-experimental (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-11072025-144511/pt-br.php -
NLM
Barbosa RR. Análise da vida à fadiga de juntas soldadas do tipo-T considerando os efeitos da tensão residual utilizando um método numérico-experimental [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-11072025-144511/pt-br.php -
Vancouver
Barbosa RR. Análise da vida à fadiga de juntas soldadas do tipo-T considerando os efeitos da tensão residual utilizando um método numérico-experimental [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-11072025-144511/pt-br.php
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