Desenvolvimento de um dispositivo eletromagnético ressonante para ensaio de fadiga

Abstract

A fadiga é responsável por grande parte das falhas de componentes e estruturas no campo até os dias atuais. Um projeto confiável deve levar em consideração o maior número de fatores que podem influenciar na vida em fadiga, como históricos de carregamentos e dados de materiais. Nem sempre os dados disponíveis são adequados para a aplicação, sendo necessário desenvolver testes que representem da maneira mais próxima possível a condição real de funcionamento do componente. Este trabalho detalha o desenvolvimento de uma máquina que utiliza o princípio da ressonância para realizar ensaios de fadiga. As principais vantagens do equipamento apresentado são o baixo custo de construção, baixo consumo de energia, alta durabilidade, alta velocidade de ensaios e flexibilidade. No desenvolvimento da máquina ressonante de fadiga foram utilizados corpos de prova que representam válvulas de compressores herméticos para refrigeração. As válvulas estão sujeitas a flexão durante a operação, e o conhecimento do seu comportamento ao longo do tempo é essencial na fase de projeto. Foi construído um protótipo e realizado um estudo de caso onde foi levantada a curva de tensão-vida para um aço inoxidável utilizado na fabricação das válvulas. Com base neste trabalho podem ser desenvolvidas máquinas para testar diversos tipos de carregamentos e corpos de prova e até mesmo componentes reais.

Fatigue is responsible for a great share of all failures that occurs in components and structures in nowadays. A reliable project must consider as many factors as possible that have influence in the fatigue life, i.e. load histories and material data. The data is not always available, being necessary to develop tests that represent as close as possible the real working conditions or the part. This work details the development of a machine that uses the resonance principle to perform fatigue test. The advantages of the equipment are low manufacturing cost, low energy consumption, elevated durability, high test speeds and flexibility. In the development of the resonance fatigue machine, specimens that represent valves of hermetic compressors were used. The valves are subjected to flexion during its operation and the knowledge of its behavior during time is essential in the project phase. A prototype was built and a case study was carried out to determine the stress-life curve of a stainless steel commonly used to manufacture valves. Based on this work machines to test several load types and specimens and even real components may be built.