CAPÍTULO 3: ELEMENTOS DA MECÂNICA NÃO-LINEAR DA FRATURA

CAPÍTULO 3: ELEMENTOS DA MECÂNICA NÃO-LINEAR DA FRATURA

RESUMO:

Em geral, a integridade estrutural é determinada pela resistência à fratura, ou seja, à separação do corpo em partes. Para representarmos essa fratura, existem duas formas: a mecânica linear clássica e a mecânica não-linear.

        A diferença básica entre as duas formas de tratamento está na representação da região de fratura. A mecânica clássica linear considera o processo de fratura como instantâneo, isto é, apenas dois tipos de estado de um elemento estrutural são supostos: o estado contínuo e o estado fraturado. A mecânica não-linear, por sua vez, investiga o estado intermediário da fratura, avaliando o tempo de propagação, as condições críticas e as possibilidades de ocorrência da fratura total.

        Chamamos de zona plástica esta região que representa o estado intermediário da fratura na ponta da trinca. Nesta zona, estuda-se a dimensão da zona plástica, a deformação plástica localizada e a energia de fratura contida.

Para se determinar a dimensão da zona plástica em tensão plana, pode-se utilizar o Modelo de Dugdale (1960). Já o critério CTOD (Crack Tip Opening Displacement) (Wells, 1961) se formula em termos da abertura na ponta da trinca e aborda a deformação plástica localizada. Na forma geral, a fratura local, ou seja, a propagação da trinca, é relacionada a uma medida de deformação na área, próxima da ponta da trinca, que atinge um valor crítico.

        Por fim, avalia-se a energia da fratura através da Integral “J”, proposta por J. C. Rice e Cherepanov, que é a intensidade do trabalho mecânico na área aplicada ou a energia que é aplicada na propagação da trinca. A integral “J” é uma medida local do estado de tensão e deformação nas vizinhanças da ponta da trinca. Esta medida reflete a influência da geometria do corpo com trinca e da carga externa.

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