Spectral method for fatigue damage estimation with non-zero mean stress

Descripción

Esta tese consiste em um estudo de fadiga realizado em uma liga de alumínio 2024-T3 no domínio do tempo e no domínio da frequência. Sinais aleatórios, com média diferente de zero, de tensão e deformação são analisados no domínio do tempo usando o método Rainflow e o dano é acumulado pela regra de Palmgren-Miner, de acordo com as equações médias de tensão. Os sinais são analisados no domínio da frequência usando a densidade espectral de potência, PSD, e a função densidade de probabilidade, PDF. A análise do domínio espectral não considera o efeito negativo da tensão média na vida do metal sob fadiga; portanto, os fatores de correção das tensões médias desenvolvidas por Goodman, Morrow e Smith-Watson-Topper são usados para alterar a densidade espectral de potência e, portanto, o dano é calculado pelas funções de densidade de probabilidade postuladas por Dirlik e Tovo e Benasciutti. Verificou-se que Dirlik e Tovo e Benasciutti não são conservadores para um sinal de tensão média diferente de zero ao comparar o dano acumulado àquele obtido na análise no domínio do tempo. Quando o método espectral é corrigido, porém, os resultados variam de 4,9% para os sinais de banda larga e 6,8% para sinais de banda estreita, sempre na zona conservadora, prevendo mais danos. O método de Tovo e Benasciutti 2 é considerado como a função espectral com os resultados mais próximos quando comparado ao método de Rainflow, no domínio do tempo.