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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia Naval e Oceânica
 
Disciplina: PNV3631 - Princípios de Fadiga e Fratura de Estruturas Navais e Oceânicas
Principles of Fatigue and Fracture of Marine Structures

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2018 Desativação:

Objetivos
Apresentar os conceitos básicos dos modos de falha de estruturas oceânicas e as respectivas metodologias para sua avaliação. O foco do curso será nos modos de Fadiga e Fratura. As metodologias para avaliar os tempos de iniciação de defeitos e as correspondentes taxas de propagação serão amplamente discutidas. Também, as metodologias para especificar os tamanhos toleráveis de defeitos em estruturas serão apresentadas. Aplicações das metodologias em estruturas metálicas offshore serão dadas. 
 
To introduce the basic concepts of failure modes of marine structures. The course focus will be on Fatigue and Fracture modes. The methodologies for evaluating crack initiation and corresponding crack propagation rates will be discussed in detail. The methodologies for specifying tolerable sizes of defects in structures will be presented. Applications will focus on offshore structures used in oil and gas exploration.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
5742376 - Diego Felipe Sarzosa Burgos
 
Programa Resumido
A disciplina abrange os conceitos e metodologias necessárias para a prever a vida à fadiga de estruturas metálicas. Os estágios de iniciação e propagação de trincas serão estudados com aplicações a estruturas navais e oceânicas. O fenômeno de fratura frágil será abordado. Os conceitos necessários para avaliar tenacidade à fratura e como mitigar falhas catastróficas por fratura frágil (clivagem) são detalhados.
 
Concepts and methodologies for assessing the fatigue life of metal structures are covered in this course. Crack initiation and crack propagation will be studied with applications to naval and ocean structures. The brittle failure will be addressed. The concepts needed to evaluate fracture toughness and how to mitigate catastrophic failures by brittle fracture (cleavage) are detailed.
 
 
Programa
1. Revisão sucinta de conceitos básicos de mecânica dos sólidos e comportamento mecânico de materiais. Relações tensão-deformação. Tensões e deformações principais. Critérios de escoamento. 
2. Deformação cíclica em materiais
3. Fadiga de alto ciclo 
4. Fadiga em componentes contendo entalhes 
5. Fadiga de baixo ciclo 
6. Propagação cíclica de trincas 
7. Fratura frágil e dúctil de materiais estruturais.
8. Aspectos micro estruturais da fratura em regimes frágil e dúctil
9. Relação entre a tenacidade e deformação plástica, efeitos geométricos 
e efeitos estatísticos.
10. Transferência de resultados laboratoriais na avaliação do comportamento à fratura de componentes estruturais.
11. Tratamento estatístico de valores de tenacidade.
12. Análise do comportamento à fratura de juntas soldadas.
 
1. Review of basic concepts of structural analysis 2. Cyclic deformation 3. High Cycle Fatigue 4. Notch effects in Fatigue 5. Low Cycle Fatigue 6. Fatigue Crack Growth 7. Brittle and Ductile Fracture 8. Micro aspects of fracture 9. Relationship between fracture toughness and plastic deformation 10. Transferability of fracture toughness 11. Statistical treatment of fracture values 12. Welds
 
 
Avaliação
     
Método
Provas, exercícios e apresentações de trabalhos.
Critério
(Média de duas provas)*0,60 + (Média de exercícios ou trabalhos)*0,40
Norma de Recuperação
Prova.
 
Bibliografia
     
1. Anderson, T., “Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications”, 3rd Edition, CRC Press, 2005.
2. Y. Lee, M. Barkey, H. Kang., Metal Fatigue Analysis Handbook:Practical Problem-Solving Techniques for Computer-Aided Engineering. Butterworth-Heinemann, Elsevier, 2012.
3. Y.Lee, J. Pan, R. Hathaway, M. Barkey., Fatigue Testing and Analysis: Theory and Practice. Elsevier, 2005.
4. Stephens, R. I., Fatemi, A., Stephens, R. R. and Fuchs, H. O., "Metal Fatigue in Engineering - 2nd Edition", John Wiley & Sons, 2001.
5. Schijve, J., "Fatigue of Structures and Materials", Kluwer Academic Publishers, 2004
6. Det Norske Veritas (DNV), “Fatigue Strength Analysis of Offshore Steel Structures”, RP-C203, 2001
 

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