Analise De Falhas Mecânicas

ANÁLISE DE FALHAS

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1- INTRODUÇÃO

1.1 A análise de falhas

O estudo da confiabilidade de componentes e estruturas admite que

os produtos podem falhar. Pode-se recorrer a própria definição - "confiabilidade é a

probabilidade de que um componente ou sistema não falhe durante sua vida útil."-

Vê-se por aí que a FALHA é algo admissível mesmo em projetos de alta

confiabilidade como a indústria aeroespacial, por exemplo.

Torna-se, então, necessária a concepção de componentes que

funcionem com baixas taxas de falha durante toda a sua vida útil.

É lógico que a partir do entendimento das inúmeras variáveis

presentes em um projeto e produção de um componente tanto qualitativa quanto

quantitativamente, as falhas devem ser entendidas e usadas como fonte de

realimentação de dados para o projetista.

Dentro deste enfoque, o entendimento das falhas permite

aperfeiçoar e otimizar o projeto e a ANÁLISE DE FALHAS passa a funcionar como

uma ferramenta de trabalho e não somente como uma investigação que determine o

"culpado" pelo incidente.

1.2- Causas das falhas [1]

Uma peça ou componente é considerado como tendo falhado

quando ocorre uma das três seguintes condições:

a) Quando fica totalmente inoperante;

b) Quando ainda opera mas sem conseguir exercer sua função

satisfatoriamente, ou;

c) Quando tenha ocorrido uma séria deterioração, tornando-o

inconfiável ou inseguro para operar em uso continuo, necessitando então sua

imediata remoção para reparo ou substituição.

As causas fundamentais de falhas que são comentadas a seguir

podem ocorrer isoladas ou em conjunto para um determinado caso.

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1.2.1 - Deficiências de Projeto

Entalhes- Talvez o defeito mais freqüentemente encontrado em

projetos é a presença de entalhes em zonas de alto carregamento nas peças . O

uso de raios de concordância muito pequenos em mudanças de seção,

acompanhado ou não por uma má avaliação de sua influência nas tensões naquele

ponto tem sido causa de incontáveis falhas em componentes mecânicos. São

freqüentes as alterações de projeto com o propósito de ser conseguida determinada

função, introduzindo alterações de forma, criando com isso entalhes em zonas já

dimensionadas.

A escolha de processo fabricação mais adequado para cada

aplicação nem sempre vem ao encontro das propriedades mecânicas desejadas

para a peça.

Mesmo quando se conhece corretamente as cargas, a análise das

tensões é modelada, e estas determinadas com correção, a resistência é avaliada

em função da tensão de ruptura e tensão de escoamento sem levar em conta a

possibilidade do componente vir a falhar por ruptura frágil, fadiga de baixo ciclo,

corrosão sob tensão ou corrosão- fadiga.

1.2.2- Deficiências na seleção do material

A seleção do material para confecção de peças deve fazer parte do

projeto de um produto. Esta seleção deve considerar as condições de carregamento,

condições ambientais, funcionabilidade e demais parâmetros das condições de

serviço das peças

A resistência mecânica dos materiais é sempre obtida através do

ensaio de "corpos de prova" que têm forma, tamanho e acabamento diferentes da

peça a ser projetada. Assim sendo, os valores obtidos são propriedades do corpo de

prova, mas não da peça. A geometria e as condições de carregamento reais do

serviço das peças não são representadas pelos corpos de prova, que possuem

geometrias simples, acabamento adequado e carregamento padronizado.

Considerar somente a tensão de ruptura, o limite de escoamento ou

a resistência à fadiga no projeto de uma peça, pode resultar em falhas catastróficas.

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Além da tensão de ruptura e resistência à fadiga, propriedades como

a tenacidade, a ductilidade e, principalmente, a microestrutura de material possuem

um importante papel no desempenho de qualquer componente.

1.2.3 - Defeitos no material

Muitas falhas originam-se em defeitos no material de uma peça.

Tanto imperfeições internas quanto superficiais podem reduzir a resistência pois

além de funcionarem como pontos de concentração de tensões, constituem-se no

local adequado ao desenvolvimento de corrosão do tipo pitting ou então facilitam o

surgimento de corrosão intergranular. Além disso, segregações, problemas de

laminação,