Tipo de análise de fadiga no dimensionamento estrutural

O tipo de análise de fadiga não fornece qualquer resistência final nem o número de ciclos que o detalhe pode suportar. Fornece apenas dados de entrada para cálculos posteriores de acordo com as normas.

São sempre necessários, pelo menos, dois casos de carga. O primeiro caso de carga é o de referência. Pressupõe-se que corresponde, por exemplo, ao peso próprio da estrutura e pode conter cargas nulas. Os restantes casos de carga simulam ações de fadiga. A tensão nominal normal e de corte fornecida pelo IDEA StatiCa é a variação de tensão entre a ação de fadiga, por exemplo LE2, e o caso de carga de referência.

Por exemplo, a tensão de corte numa determinada localização é de 50 MPa no caso de carga de referência e de 180 MPa em LE2. A tensão de corte nominal apresentada nessa localização é:

\[\tau = 180-50=130\, \textrm{MPa}\]

Note-se que não deve ocorrer plastificação das chapas devido às ações de fadiga, caso contrário as variações de tensão ficam distorcidas. 

As tensões estão disponíveis para:

• Parafusos
• Soldaduras
• Chapas

Parafusos

Nos parafusos, as tensões são determinadas simplesmente dividindo a força pela área correspondente:

• \(\sigma = F_t / A_s \)
• \(\tau = V / A \)

onde:

• \(F_t\) – força de tração no parafuso
• \(A_s\) – área de tensão de tração do parafuso
• \(V\) – força de corte no parafuso; se existirem múltiplos planos de corte, utiliza-se a força de corte mais elevada
• \(A\) – área do parafuso resistente ao corte; área de tensão de tração se a rosca for intercetada pelo plano de corte e área bruta da secção transversal nos restantes casos

Soldaduras

As soldaduras no CBFEM são constituídas pelo elemento de soldadura com restrições multiponto que ligam as chapas. A distribuição de tensões na soldadura é perturbada pelas restrições e, por isso, as tensões são obtidas a partir de uma secção localizada a 1,5 vezes o tamanho do cordão a partir do pé da soldadura. São criadas três secções para uma soldadura de filete de dupla face. Duas secções pertencem à mesma categoria de detalhe, sendo apresentada apenas a mais solicitada. São apresentadas a tensão normal máxima e a tensão de corte correspondente na mesma localização, bem como a tensão de corte máxima e a tensão normal correspondente na mesma localização.

Consulte também as melhorias na análise de fadiga na versão 22.0.

Chapas

A tensão nas chapas pode ser visualizada criando uma secção definida pelo utilizador através de uma operação de fabrico por Plano de Trabalho. Na figura abaixo, foram criados dois planos de trabalho para visualizar as tensões em torno dos furos dos parafusos. São apresentadas a tensão normal máxima e a tensão de corte correspondente na mesma localização, bem como a tensão de corte máxima e a tensão normal correspondente na mesma localização.