Investigação do aquecimento a laser como um método para redução da taxa de crescimento de trincas por fadiga na liga de alumínio 2198-T851

• Processo: 18/16438-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista
• Beneficiário: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Milton Sergio Fernandes de Lima ; Viktor Pastoukhov
• Assunto(s): Estrutura de aeronaves Tratamento térmico a laser Aquecimento Ligas de alumínio Ensaios de fadiga Trincamento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aquecimento a Laser | Ligas de alumínio para aplicação aeronáutica | Propagação de Trincas por Fadiga | Tolerância ao dano | Fadiga de Materiais Metálicos

Resumo

A crescente demanda por estruturas mais leves e pela redução dos custos de fabricação e operação impulsiona pesquisas em materiais e processos para a indústria aeronáutica. Ligas de alumínio ainda são os principais materiais para emprego estrutural em aviões, respondendo por aproximadamente 60% do peso da estrutura, e a tendência atual dos projetos aeronáuticos compreende estruturas híbridas empregando materiais compósitos e ligas de alumínio de última geração. Em estruturas metálicas tolerantes ao dano, a adoção de soluções menos conservativas nos cálculos estruturais é possível com o aumento da confiabilidade das previsões de vida de componentes contendo trincas. Novos métodos que promovam o retardamento da propagação de trincas por meio de tensões residuais, como o aquecimento a laser, são promissores para melhorar a tolerância ao dano. Mesmo que não considerem em projeto os efeitos positivos das tensões residuais induzidas, fabricantes e operadores utilizam diferentes técnicas com essa finalidade porque elas ajudam a reduzir os custos de manutenção. Com este projeto, pretende-se encontrar os melhores parâmetros e estratégia para a aplicação de linhas de aquecimento a laser em chapas da liga de alumínio 2198-T851 com 2,0 mm de espessura, visando reduzir a taxa de crescimento de trincas por fadiga. Ensaios executados com corpos de prova M(T) sob diferentes condições de carregamento permitirão obter um conjunto significativo e até o momento inédito de dados experimentais sobre o material tratado a laser. Na modelagem matemática, deve-se testar e comparar o desempenho de equações cinéticas com o objetivo de descrever o efeito do aquecimento a laser na taxa de crescimento de trincas e, por meio de integração numérica, prever a vida restante e calcular intervalos de inspeção para configurações típicas encontradas em estruturas aeronáuticas. (AU)