Análise fractal de fraturas em regime linear-elástico: modo II de carregamento

• Processo: 10/06305-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Luis Rogerio de Oliveira Hein
• Beneficiário: Aline Aparecida Baldissera
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Assunto(s): Fratura das estruturas Fractais Tenacidade à fratura Ensaios mecânicos Propriedades mecânicas Processamento digital de imagens Microscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ensaios Mecânicos | fractais | fractografia quantitativa | fratura | microscopia | processamento digital de imagens | Mecânica e mecanismos de fratura

Resumo

Para o desenvolvimento da presente linha de pesquisas sobre o comportamento fractal de fraturas, é necessário estabelecer referências para a análise fractal de superfícies de fratura, avaliando, a partir de ensaios de tenacidade à fratura nos modos I, II e misto I/II, o comportamento de fraturas em materiais frágeis, sob o regime linear elástico. Fraturas em regime linear elástico são descritas por seu comportamento fractal por vários pesquisadores, em especial J.J. Mecholsky. A motivação da presente proposta decorre de um trabalho feito pelo grupo e aceito para publicação no periódico Materials Science and Engineering A, onde o modelo de Mecholsky não pôde ser comprovado para a fratura em corpos de prova ranhurados para ensaios de compressão diametral de titânia sob o modo I. O desenvolvimento desses ensaios trouxe ao grupo, que desenvolve outros projetos de pesquisa financiados pela FAPESP e pelo CNPq sobre fractografia quantitativa, uma série de questões que serão abordadas na presente proposta, como: a garantia da acuidade na medição de elevações para os mapas topográficos e do posicionamento das amostras, a confiabilidade e representatividade das medidas de dimensão fractal, os critérios para a abordagem multifractal e a validade dos modelos ora propostos para a relação entre tenacidade e comportamento fractal de superfícies de fratura. O presente projeto propõe a realização de ensaios de flexão semi-circular (SCB, semi-circular bending) em corpos entalhados e pré-trincados, para a geração e análise de fraturas no modo II de carregamento (modo de abertura de trincas por cisalhamento), em materiais como uma cerâmica estrutural (titânia) e um polímero (epóxi), sempre sob regime linear-elástico. Ainda, para abordar o comportamento autoafim dos materiais fraturados e criar referências ao processo de reconstrução tridimensional de superfícies, as topografias das fraturas serão investigadas por microscopia de força atômica, em modo de contato. Assim, visa ampliar a profundidade e o alcance de projetos já em andamento, e disponibilizar referências e métodos para a avaliação fractal de superfícies de fratura.