Prof. José Ricardo Tarpani
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS
ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
(SMM-EESC-USP)
“ MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AERONÁUTICA I – SMM 0181 ”
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ENSAIO DE IMPACTO EM MATERIAIS METÁLICOS
EFEITOS DE ENTALHE, DA TEMPERATURA E DA TAXA
DE CARREGAMENTO NO COMPORTAMENTO DE
FRATURA DOS METAIS
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PRINCÍPIOS BÁSICOS E CORPOS DE PROVA
DE ENSAIOS DE IMPACTO CHARPY E IZOD
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Aços inóx
austeníticos
Transição
frágil-dúctil
Aços
ferríticos
Tração, mesmo entalhado,
não revela transição (só
sob impacto)
Ligas de
alumínio
EFEITO DA TEMPERATURA NA CAPACIDADE DE ABSORÇÃO DE
ENERGIA DE UM CORPO DE PROVA ENTALHADO
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TRANSIÇÃO FRÁGIL-DÚCTIL DE AÇOS
FERRÍTICOS COMO FUNÇÃO DO TEOR DE
CARBONO (EXPANSÃO E ASPECTO FRATURA)
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 F93-F108
SUPERFÍCIES DE FRATURA DE CORPOS
DE PROVA CHARPY (Al 7475-T7351)
CORRELAÇÃO ENERGIA x ORIENTAÇÃO
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EFEITO DA ORIENTAÇÃO DO
CORPO DE PROVA NA
TENACIDADE AO IMPACTO
CHARPY
(EFEITOS DE TEXTURIZAÇÃO
DA MICROESTRUTURA EM
CHAPAS E PLACAS LAMINADAS)
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PROJETO - CONCEPÇÃO
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REGIÕES PROPÍCIAS A CARGAS DE IMPACTO
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Tipos mais comuns de impacto em aeronave
Descrição do
evento
Energia
(J)
Massa Velocidade
Circunstância
(g)
(m/s)
Queda de
ferramenta
06
330
06
Manutenção
Componente de
manutenção
16
910
06
Manutenção
3,8 - 81
(kJ)
1800
65 - 300
Vôo baixo
43
62
37
02 - 40
09
20 - 94
–
De
estático
até 6 m/s
Choque com
pássaros
Granizo ( até
51 mm)
Choque dos
detritos da pista
Carga
concentrada
100
Aterrisagem,
decolagem,
vôo e
taxiamento
Manutenção e
carregamento
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Classificação de condição de pouso de
acordo com a velocidade vertical da aeronave
Velocidade
vertical (m/s)
> 5,0
3,0
1,8
1,2
Classificação do pouso
Acidente
Pouso forçado
Pouso limite
Pouso operacional
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FADIGA DOS METAIS
APLICAÇÃO REPETITIVA
DE CARGAS
RELATIVAMENTE BAIXAS,
CONDUZINDO À FALHA
POR FRATURA DO
MATERIAL
sa = cte; sm 
CICLOS DE TENSÃO: (a) TRAÇÃOCOMPRESSÃO EQUIVALENTES; (b)
ESSENCIALMENTE TRATIVA; (c)
PURAMENTE TRATIVA
sm = cte; sa 
TENSÃO ALTERNADA (sa) E TENSÃO MÉDIA (sm)
1 - EM GERAL, PARA UMA MESMA sa, QUANTO MAIOR
sm MAIS CRÍTICO É O CARREGAMENTO;
2 - EM GERAL, PARA UMA MESMA TENSÃO MÁXIMA,
QUANTO MAIOR sa, MAIS CRÍTICO É O
CARREGAMENTO
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 F109
Aços
ENSAIO DE FLEXÃO ROTATIVA
PARA DETERMINAÇÃO DA VIDA
EM INICIAÇÃO DE TRINCA EM
FADIGA (PROJETOS
SUPERDIMENSIONADOS = SAFELIFE: INDÚSTRIA
AUTOMOBILÍSTICA EM GERAL,
E TREM DE POUSO DE
AERONAVES)
Ligas de
alumínio
CURVAS DE AMPLITUDE DE
TENSÃO (sa) EM FUNÇÃO DO
NÚMERO DE CICLOS PARA FALHA
(N) PARA MATERIAIS: (a)
APRESENTANDO, E (b) NÃOAPRESENTANDO LIMITE DE
RESISTÊNCIA À FADIGA
(PROPRIEDADE DO MATERIAL)
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SUPERFÍCIES DE FRATURA POR FADIGA EM EIXOS ROTATIVOS:
(a) BAIXA TENSÃO; (b) ALTA TENSAO.
OBSERVE A PRESENÇA DE CONCENTRADORES DE TENSÕES
QUE FACILITAM NUCLEAÇÃO DAS TRINCAS DE FADIGA
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FADIGA AMPLITUDE CONSTANTE
ESTRIAS DE FADIGA EM UMA LIGA
DE ALUMÍNIO, OBSERVADAS EM
MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE
VARREDURA (AMPLIAÇÕES
TÍPICAS = 2.000 – 20.000 X)
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FADIGA AMPLITUDE VARIÁVEL
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1
1
22
12
2
12
2
Tensão (daN/mm 2)
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13, 3, 13
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3
3
3 13
13, 3, 13
3
3
3
3
3 13
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Sequência c/ dois blocos de 6000 vôos
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3
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RUPTURA E ARRANCAMENTO EM PLENO VÔO DE PARTE DA
FUSELAGEM DE UM BOEING 737
MOTIVO: TRINCAS DE FADIGA, DEVIDAS AOS CICLOS DE
PRESSURIZAÇÃO-DESPRESSURIZAÇÃO, A PARTIR DE DIVERSOS
FUROS DE REBITE, GERANDO UMA TRINCA GIGANTE
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PRÁTICA
PRÁTICA 4 – ENSAIO DE IMPACTO
LABORATÓRIOS DE PROPRIEDADES
MECANICAS DO SMM
QUINTA-FEIRA 28/05 ÀS 08:10 H
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