tensões residuais

Medição de tensões residuais

Tensões residuais são solicitações internas presentes em muitas estruturas, mesmo sem aplicação de esforços externos…

Tensões residuais são solicitações internas presentes em muitas estruturas, mesmo sem aplicação de esforços externos. Estas existem na ausência de esforços externos, e a sua distribuição está necessariamente em equilíbrio. Podem resultar do processo de fabrico, como por exemplo na laminagem de chapas, soldadura de estruturas e construções ou mesmo surgir durante a montagem de componentes. Os efeitos destas tensões residuais podem ser benéficos, geralmente quando são compressivas, ou prejudiciais quando tractivas, pois somando-as às tensões resultantes dos esforços aplicados podem levar à falha imprevista de uma estrutura.

Com o presente artigo, pretende-se alertar para a existência destas tensões e para a sua influência na resistência de estruturas. São apresentados alguns métodos de medição disponíveis em Portugal, explicando as suas capacidades, vantagens e desvantagens.

Introdução

Tensões residuais e os seus efeitos em estruturas metálicas

Os factores económicos e de eficiência energética actualmente exigidos, por exemplo na indústria de transportes, obrigam a um superior desempenho dos materiais utilizados. Os novos processo de fabrico conduzem a componentes de baixo peso que trabalham perto dos seus limites de resistência. Para garantir que estes trabalhem dentro do limite de segurança de projecto é essencial conhecer com rigor o estado das tensões residuais instaladas. Estas podem ser resultado do processo de fabrico, ou ser induzidas em serviço, durante operações de manutenção ou reparação [1].

As tensões residuais podem ser classificadas quanto à sua escala nos tipos I a III, sendo que as do tipo III são tensões intragranulares, as do tipo II são tensões intergranulares e as do tipo I são tensões que abrangem vários grãos e são, por isso, geralmente designadas como macroscópicas. São estas últimas que originam, em geral, os problemas mais graves em aplicações correntes de engenharia, como por exemplo problemas relacionados com fadiga. Os diferentes métodos de medição de tensões residuais podem ser sensíveis às diferentes escalas de tensão. Tensões macroscópicas podem surgir de processos de tratamento térmico, maquinagem, soldadura ou mesmo a assemblagem de componentes mais complexos.

As tensões residuais são tensões que existem num componente sem a aplicação de qualquer carregamento externo. Os seus efeitos podem ser benéficos ou prejudiciais em função do seu sinal (tracção ou compressão) e magnitude. As tensões residuais serão somadas a qualquer tensão devida a uma carga externa, sendo essa soma que determina o estado de tensão local num componente.

V. Richter-Trummer, P. M. S. T. de Castro
FEUP
P M G P Moreira
INEGI

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