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Fractografia quantitativa de materiais aeronáuticos: análise do comportamento fractal, por processamento digital de imagens, para delimitação da ação de micromecanismos de fratura em ligas metálicas

Processo: 09/01926-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2009
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2011
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Luis Rogerio de Oliveira Hein
Beneficiário:Pietro Carelli Reis de Oliveira Caltabiano
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Assunto(s):Ensaios mecânicos   Tenacidade à fratura   Processamento digital de imagens

Resumo

Superfícies de fratura expressam a seqüência de eventos de liberação de energia com a propagação de trincas, mostrando a relação entre os componentes da estrutura, campos de tensões locais e a formação de texturas típicas em seu relevo. No caso de ligas metálicas, a evolução das formações topográficas pode indicar as linhas de ação de carga, a dinâmica do processo de fratura, falhas de uso ou de processamento, e outros. Assim, a fractografia quantitativa, com o uso cada vez maior destes materiais em aeronaves, pode ampliar seu papel na investigação de falhas estruturais ou como ferramenta para o desenvolvimento de processos e produtos. Para tanto, é preciso adequar ou criar abordagens para o estudo quantitativo de relevos. A presente proposta baseia-se na combinação de ferramentas de medição da topografia de superfícies, como a reconstrução por extensão de foco na microscopia óptica ou a reconstrução por paralaxe de pares estéreos obtidos por microscopia eletrônica de varredura, com a análise do comportamento fractal de texturas formadas pelos detalhes de relevo, correspondentes aos mecanismos de fratura atuantes, para o desenvolvimento de uma metodologia de caracterização fractográfica adequada ao estudo de ligas metálicas. Há, hoje, uma clara demanda por esta metodologia, o que justifica a apresentação deste projeto, avaliada por solicitações recebidas pelo proponente de Engenheiros de instituições e empresas como CTA, Embraer, Tenaris Confab e da própria UNESP. Portanto, os objetivos principais desta proposta são criar a metodologia e implementar alguns estudos quantitativos para tornar sua interpretação viável a outros pesquisadores. Com isso, propõe avaliar a relação entre tenacidade à fratura e dimensão fractal e sua limitação em casos com maior complexidade nos mecanismos envolvidos no processo de fratura.Os materiais analisados serão corpos de prova fraturados em ensaios CTOD de ligas como o aço 15-5PH e a liga de alumínio AA 7475, obtidos a partir de placas fornecidas pela EMBRAER S.A., nas mesmas condições de tratamento termomecânico empregadas na construção de componentes para suas aeronaves. As investigações serão realizadas, prioritariamente, a partir de pilhas de imagens obtidas por microscopia óptica e processadas para levantamento do relevo e da distribuição de texturas formadas nas superfícies fraturadas. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura, se necessárias, também serão empregadas, envolvendo a obtenção de pares estereoscópicos para a reconstrução por paralaxe.

Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
CALTABIANO, Pietro Carelli Reis de Oliveira. Fractografia quantitativa : relações entre tenacidade e o comportamento fractal em ligas metálicas. 2011. 140 f. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" Faculdade de Engenharia (Campus de Guaratinguetá). Guaratinguetá.

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