Metodologia para previsão de propagação de trincas aplicada a um navio tanque

Abstract

Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia baseada nos conceitos da mecânica da fratura linear elástica, a qual prevê a propagação de trincas sob a ação de fadiga em materiais dúcteis, como o aço ASTM A36 utilizado no casco de navios. A metodologia apresentada é resultado de um levantamento bibliográfico das teorias de mecânica geral para que seja aplicado à área naval. A sequência matemática resultante é baseada nas teorias de energia associadas à uma trinca pré-existente sugerida por Griffith (1921) aplicada à Lei de Paris (1961) que relaciona a taxa de propagação do tamanho da trinca decorrente da variação de tensão com o número de ciclos até chegar a um determinado tamanho crítico. É aplicado na tensão do navio um fator de correção devido ao encruamento decorrente no material que torna a região plástica. Além da possibilidade da previsão da vida residual em fadiga para componentes que contenham defeitos já no estágio de propagação, também há a possibilidade de estimar a amplitude máxima da tensão aplicada para que o componente apresente uma durabilidade mínima desejada em fadiga. Para a demonstração da aplicação da metodologia proposta na área naval utilizou-se como modelo um navio de carga. As sociedades classificadoras disponibilizam equações empíricas baseadas em convenções e normas para o cálculo dos momentos de flexão que as ondas geram nos navios, e desta forma pode-se prever as tensões às quais o navio estará submetido quando em navegação. Em suma, com o desenvolvimento deste trabalho, espera-se contribuir com um modelo matemático que permita prever o desempenho de trincas sob a ação de fadiga.