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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
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2019 - 31 de julho 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
Pesq. 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 

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)