Ir para o conteúdo da página

Curva de Wöhler / linha de Wöhler

A curva de Wöhler indica a soma das trocas de carga sustentáveis até a ruptura do material. Ela é determinada no ensaio de fadiga com amplitude de carga constante (também ensaio de Wöhler) conforme DIN 50100 e é subdividida nas faixas fadiga de baixo ciclo K, limite de fadiga Z e .

A delimitação das faixas é feita por meio do número de ciclo N

  • Fadiga de baixo ciclo 100-30.000 ciclos
  • Limite de fadiga aproximadamente 2.000.000 ciclos
  • Resistência à fadiga até infinito

O diagrama de Wöhlerpermite a leitura do número máximo de trocas de carga para uma determinada amplitude de carga. Ele depende das propriedades do material, da força e do tipo de carga (carga de pressão crescente, carga de tração crescente ou carga alternada).

Descrição Fadiga de baixo ciclo Limite de fadiga Resistência à fadiga Software Tool Normas Máquinas de ensaios

A curva de Wöhler de uma amostra de material lisa (fator de tensão R = -1)

Em nosso exemplo a amplitude de tensão nominal Sa é aplicada de forma logarítmica, também o número de ciclos N. Na representação logarítmica dupla, a faixa do limite de fadiga representa uma reta. A curva resultante é chamada de curva de Wöhler ou linha de Wöhler .

    Descrição da curva de Wöhler:

    • Rm resistência estática (aqui resistência à tração)
    • Sa amplitude de tensão nominal
    • SaD resistência à fadiga
    • N número de ciclos sustentáveis
    • ND número de ciclos de carga de canto
    • NG número de ciclos limite
    • K fadiga de baixo ciclo / resistência à fadiga de baixo ciclo
    • Z limite de fadiga / limite de fadiga cíclica
    • D resistência à fadiga / resistência à fadiga cíclica

    Fadiga de baixo ciclo

    A fadiga de baixo ciclo K e/ou resistência à fadiga de baixo ciclo é a faixa inferior a aproximadamente 104 até 105 ciclos.

    A fadiga de baixo ciclo é determinada no ensaio de Low Cycle Fatigue (LCF). Nessa faixa, os materiais e componentes são expostos a cargas tão elevadas que deformações plásticas surgem no ciclo e o material apresenta falhas precoces. Para uma representação detalhada é frequentemente utilizado o modelo Coffin-Manson.

    Em caso de carga que leva em um quarto dos ciclos à ruptura fala-se de resistência estática que também é determinada no ensaio de tração .

    Limite de fadiga

    O limite de fadiga Z e/ou limite de fadiga cíclica é a faixa entre 104 e 2·106 ciclos (dependendo do material). A amostra alcança na faixa do limite de fadiga sempre um critério de falha (por ex. trinca ou ruptura).

    O limite de fadiga é determinado no ensaio de fadiga ou ensaio de High Cycle Fatigue (HCF). O ensaio fornece como resultado o número de ciclos com uma amplitude de carga.

    Reta de limite de fadiga

    Na representação logarítmica dupla a curva de Wöhler é quase uma reta. Esta reta (com a inclinação -k) é chamada de reta de limite de fadiga.

    Resistência à fadiga

    Resistência à fadiga D (também resistência à fadiga cíclica) (inglês: very high cycle fatigue, VHCF) é o limite de carga que um material consegue suportar quando exposto à carga cíclica sem aparências significativas de fadiga ou incidentes de falha. A resistência à fadiga é determinada no ensaio de fadiga .

    Na faixa de resistência à fadiga um limite de ciclo NG é definido. Quando a amostra apresenta falhas antes de alcançar o referido limite de ciclo, ela é considerada como "falha". Materiais os quais no ensaio de fadiga com uma força definida suportam mais de 1.000.000 ciclos sem ruptura são considerados como duráveis.

    O projeto para resistência à fadiga resulta em tensões admissíveis claramente menores do que no conceito estático.

    O percurso da linha de Wöhler na faixa de resistência à fadiga é distinguido em 3 tipos:

    • Percurso horizontal da linha de Wöhler: A resistência à fadiga característica e/ou resistência de longo prazo surge frequentemente no caso de aços ferríticos
    • Continuação da queda da linha de Wöhler com inclinação menor: surge frequentemente no caso de aço austenítico ou alumínio
    • Após o percurso inicialmente horizontal ocorre uma queda da linha de Wöhler com aproximadamente 108 ciclos: pontos de falha interiores causam fissuras debaixo da superfície

    Cuvas de Wöhler com o software de ensaios testXpert

    Com o auxílio de Fatigue Data Evaluation, as curvas de Wöhler são calculadas com base em resultados de ensaio previamente gerados. Desta forma, você recebe imediatamente a curva característica no formato desejado.

    Normas relevantes para determinação da curva de Wöhler

    • DIN 50100 - "Ensaio de resistência à fadiga - execução e avaliação de ensaios cíclicos com amplitude de carga constante para amostras e componentes de material metálico"
    • ASTM E466-15 - "Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials"
    • ISO 1099 - "Materiais metálicos - ensaio de fadiga - ensaio axial com regulagem da força"
    • DIN EN 6072 - "Indústria aeroespacial - materiais metálicos - métodos de ensaio - teste de fadiga com amplitude constante"

    Máquinas de ensaio para determinação da curva de Wöhler

    Outras informações sobre ensaios de fadiga

    Ensaio de fadiga / ensaio Wöhler
    DIN 50100
    para Ensaio de fadiga / ensaio Wöhler
    Ensaios de Low Cycle Fatigue (LCF)
    ISO 12106, ASTM E606
    para Ensaios de Low Cycle Fatigue (LCF)
    Resistência à fadiga
    Ciclo de vida em fadiga calculado
    para Resistência à fadiga
    Resistência à fadiga cíclica
    Comportamento de deformação e de falha
    para Resistência à fadiga cíclica
    Topo