Sample records for failure propagation
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Sample records 1 - 6 shown.



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Fratografia em vidros/ Fractography in glasses

Coelho, J. M. F.; Costa, C. A.; Ferreira, M.
2000-09-01

Resumo em português A análise da superfície de fratura é um método extremamente confiável para se identificar as razões da falha em um material, uma vez que o caminho percorrido pela trinca fornece informações importantes sobre sua origem e direção de propagação, além das distribuições de tensões no momento da fratura, as causas de sua iniciação, a interação da trinca com a microestrutura e a seqüência de propagação da mesma. Nos vidros e cerâmicos, as principais car (mais) acterísticas morfológicas da superfície de fratura são a origem, o espelho de fratura, a região de névoa ou bruma ("mist") e a região de ramificação de trincas ("hackle"). Além destas características, outras marcas importantes podem ocorrer na superfície de fratura de vidros, tais como: linhas de "Wallner", escarpas de aceleração e desaceleração, ramificações de rotação ("twist hackle"), asas de gaivotas ("gull wings") e os rastros de ramificação ("wake hackle"). As características morfológicas descritas são bem definidas nos vidros, uma vez que estes materiais são homogêneos, isotrópicos e não possuem cristais que interfiram com a propagação da trinca. Resumo em inglês Fracture surface analysis is a very reliable method to identify the causes of a material failure, since the crack propagation path allows the identification of the crack origin and the propagation direction, the stress state at the moment of the fracture, the causes of fracture initiation, interaction of the crack with the microstructure and the crack propagation sequence. In glasses and ceramics, the most important morphologic features of the fracture surface are the fra (mais) cture origin, the fracture mirror, the mist and the hackle. Along with these fracture marks, other important surface features can be present too, for instance: "Wallner" lines, scarps, twist hackle, gull wings and the wake hackle. The above fracture surface features are very well defined in glasses, since these materials are homogeneous, isotropic and do not have a crystal structure that can interfere with the crack propagation.

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Análise fractográfica do modo de falha de compósitos carbono/epóxi/ Failure mode fractographic evaluation of carbon/epoxy composites

Franco, L.A.L; Botelho, E.C.; Cândido, G.M.; Rezende, M.C.
2009-04-01

Resumo em português A utilização de compósitos poliméricos na fabricação de aeronaves vem sendo cada vez mais intensa. Em função disso, a possibilidade de ocorrer falhas em serviço de um componente fabricado em compósito polimérico torna-se cada vez maior. A análise de falhas de materiais compósitos ainda é um tema pouco explorado, principalmente no Brasil, porém vem tornando-se cada vez mais importante em apoio à área de prevenção e investigação de acidentes aeronáutic (mais) os. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de fraturas em laminados unidirecionais de fibra de carbono de módulo intermediário com sistema de resina epóxi modificada, tipo 8552, em resistência ao cisalhamento interlaminar nas condições ambiente e saturado de umidade em câmara higrotérmica. A análise fractográfica no plano de falha dos laminados foi realizada por microscopias óptica e eletrônica de varredura. A comparação dos resultados mostrou que o condicionamento higrotérmico afetou significativamente a região de interface da resina sem alterar a adesão interfacial fibra/resina. Os aspectos de fratura presentes na região de resina, como cristas de galo e escarpas, e do reforço foram detalhados, podendo-se assim estabelecer a direção de propagação da trinca e caracterizar o modo de falha, por ser do tipo misto (arrancamento e cisalhamento simultaneamente). Resumo em inglês The use of polymeric composites in aircraft fabrication has been more and more intense. As a function of this fact, the possibility to occur service failures in components produced by using polymeric composites has increased more and more. The failure analyses in composite materials is still not much explored, principally in Brazil, but it has been very important in order to give subsidies to prevent aeronautical accidents. This work focuses the fracture characterization (mais) of intermediate modulus type unidirectional carbon fiber laminates impregnated with modified epoxy resin (code 8552), by using interlaminar shear test, in two conditions: ambient and saturated with moisture in an hygrothermal chamber. The fractographic analyses on the failure plane of the laminates were performed by optical and scanning electron microscopies. The comparison of results showed that the hygrothermal conditioning affects significantly the interface region but doesn't alter the fiber/matrix interfacial adhesion. The failure modes present in the resin region, such as hackles and scarps, and in the reinforcement were evaluated, being possible to establish the failure propagation direction and the failure mode that was characterized as a mixing of pull-out and shear modes.

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Aspectos microestruturais da falha de um aço IF deformado via compressão dinâmica a -196ºC/ Microstructural aspects of failure of an IF steel deformed by dynamic compression at -196ºC

Lins, Jefferson Fabrício Cardoso; Sandim, Hugo Ricardo Zschommler; Vecchio, Kenneth S.
2009-06-01

Resumo em português O presente trabalho reporta os resultados da caracterização microestrutural realizada em bandas de cisalhamento adiabáticas induzidas num aço IF estabilizado ao titânio, visando a avaliar a formação e o crescimento de danos. O material foi deformado via compressão dinâmica sob altas taxas de deformação (> 5,0×10(4) s-1) numa barra de impacto de Hopkinson a -196ºC. A observação detalhada das regiões de cisalhamento e das superfícies de fratura foi realizad (mais) a via microscopia eletrônica de varredura (MEV). A recristalização dinâmica no interior das bandas de cisalhamento adiabáticas foi o evento precursor, que permitiu um caminho para a propagação das fissuras. Pode-se concluir que a fratura do material foi o resultado de um processo de clivagem dirigido por maclas de deformação e bandas de deslizamento. Resumo em inglês The present work reports the results of microstructural characterization performed in adiabatic shear bands forced in titanium-stabilized IF steel to evaluate damage formation and growth. Dynamic compression tests were done at -196ºC under large strain rates (> 5.0×104 s-1) with the aid of a Split Hopkinson Bar. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to investigate the shear regions and the fracture surfaces in detail. The dynamic recrystallization within ASB w (mais) as the precursor event and provided a path for crack propagation. It can be concluded that the failure of the material was the result of the cleavage process driven by the presence of deformation twins and slip bands.

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Caracterização Mecânica de Compósitos de Poliamida/Fibra de Carbono Via Ensaios de Cisalhamento Interlaminar e de Mecânica da Fratura/ Mechanical Characterization of Polyamide/Carbon Fiber Composites by Using Interlaminar Shear Strength and Fracture Mechanical Tests

Botelho, Edson C.; Rezende, Mirabel C.
2002-01-01

Resumo em português Compósitos termoplásticos a partir de poliamidas 6 e 6,6 e tecido de fibras de carbono com 40, 50 e 60 % em volume de reforço foram processados via moldagem por compressão a quente e caracterizados por ensaios mecânicos destrutivos (cisalhamento interlaminar em três pontos (short-beam), cisalhamento interlaminar por compressão (CST) e ensaios de mecânica da fratura) e por inspeção não-destrutiva (ultra-som e microscopias óptica e eletrônica de varredura). Os (mais) resultados obtidos mostraram que os compósitos termoplásticos processados apresentaram uma distribuição homogênea do polímero no reforço. Entretanto, nos compósitos com maior quantidade de poliamida (40 % de reforço) foram observadas regiões ricas em matriz entre as camadas de tecido. Os ensaios de mecânica da fratura (DCB e ENF) e de cisalhamento interlaminar em três pontos não apresentaram falha interlaminar, não sendo observada a propagação de trincas de forma homogênea e retilínea no interior do material. Em função destes resultados foi utilizado o ensaio de cisalhamento por compressão, desenvolvido no Institute of Polymer Research Dresden da Alemanha, que permitiu uma caracterização mais precisa dos compósitos termoplásticos estudados. Foi observado também, a partir dos ensaios de CST, que os compósitos obtidos da poliamida 6,6 apresentaram um aumento no valor do cisalhamento interlaminar de até 20 % com o aumento do volume de fibras. Resumo em inglês Thermoplastics composites of polyamide 6 and 6.6 reinforced with carbon fiber fabric were obtained by compression molding and characterized by destructive (short-beam, compression shear (CST) and fracture mechanics testing) as well as by non-destructive inspection (ultrasound analysis, optical and scanning electron microscopy). The results show that, in general, the matrix was homogeneously distributed about the reinforcing fabric. However, for the composites with higher (mais) polyamide content (>50%) matrix-rich regions were observed between the fabric layers. Fracture mechanics (DCB and ENF) as well as short-beam testing did not show evidence of inter-laminar failure as there were non-homogeneous linear crack propagation patterns in the composites investigated. As a result, a compression shear test (CST), developed in the Institute of Polymer Research in Dresden, Germany, was conducted. This test allowed a more precise characterization of the thermoplastic composites studied here.

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Incertezas na predição da erosão com a usle: impactos e mitigação/ Uncertainty in erosion prediction with usle: impacts and mitigation

Chaves, Henrique Marinho Leite
2010-12-01

Resumo em português Apesar de haver significativa variabilidade espacial e temporal nas variáveis de modelos de predição de erosão, mesmo em áreas consideradas homogêneas, ela é raramente incorporada na análise e no planejamento conservacionista. As consequências dessa simplificação são predições incorretas de perda de solo, com implicações para a sustentabilidade agrícola e ambiental de glebas. Os objetivos deste trabalho foram: (a) estimar o efeito da variabilidade espacia (mais) l e temporal dos fatores da Equação Universal de Perdas de Solo - USLE na predição da erosão em uma área homogênea situada no Distrito Federal; (b) incorporar a incerteza resultante no processo de tomada de decisão conservacionista; e (c) propor medidas para sua mitigação. Os resultados indicam que, apesar do baixo coeficiente de variação médio dos fatores da USLE na área estudada, na faixa de 20 %, o coeficiente de variação da perda de solo (A) estimada foi de 64 %, indicando significativa propagação de incerteza no modelo. A implicação disso é que, mesmo sendo o valor médio de A 19 % menor que o limite médio de tolerância à erosão na gleba (T), haveria ainda uma probabilidade de 43 % de que A fosse superior a T. Para reduzir esse risco, são sugeridas medidas que aumentem a margem de segurança do sistema, como a adoção de práticas conservacionistas. Com a introdução de terraços, a probabilidade de falha do sistema seria reduzida para 12 %. Os resultados reforçam a importância da incorporação das variabilidades e incertezas na estimativa da erosão e no planejamento conservacionista, por meio de análise estocástica. Resumo em inglês Despite the significance uncertainty in the variables of erosion prediction models, spatial and temporal variability is seldom considered in soil conservation analyses and planning. The consequences of this simplification are misleading soil loss predictions, with consequences for the agricultural and environmental sustainability of agricultural fields. The objective of this paper was (a) to estimate the effect of spatial and temporal variability of the USLE factors on er (mais) osion prediction of a homogeneous agricultural field, in the Distrito Federal (Brazil), (b) to incorporate the resulting uncertainty in the analysis, and (c) to identify appropriate mitigation measures. Results indicate that despite the low coefficient of variation of the USLE factors (V = 20 %), the coefficient of variation of the predicted soil loss was 64 %, with a significant propagation of uncertainty in the model. The implications of this uncertainty are that, even when the expected value of soil loss (A) was 19 % smaller than that of the average soil loss tolerance (T), there would be a probability of 43 % that A > T. In order to reduce this risk, it is suggested that the safety margin of the system be increased by the implementation of conservation practices, such as terraces. The probability of failure in this new scenario was only 12 %. The results reinforce the importance of the incorporation of variabilities and uncertainties in erosion modeling and conservation planning processes, using stochastic analyses.

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Rotura de um Cabo de Catamarã Devido a Corrosão e Fadiga/ Ship Cable Failure Induced by Corrosion and Fatigue

Ferraz, M. Teresa; Faustino, João; Magalhães, M. Teresa
2010-03-01

Resumo em português Analisaram-se as causas da rotura prematura da peia da barra de união dos cascos de um catamarã. Esta era constituída por um cabo, com diâmetro de 16 mm, composto por 19 arames de aço inoxidável de 3 mm de diâmetro, dispostos num enrolamento Warrington de duas camadas. O cabo estava cravado na extremidade de um perno roscado de aço inox que o ligava à barra e o mantinha esticado. A rotura ocorreu no encastramento. Uma parte dos arames fracturou por fadiga e as fi (mais) ssuras iniciaram-se na superfície lateral dos arames, onde se observaram picadas de corrosão formadas em zonas de contacto entre arames ou paredes do tubo, por acção da água do mar, temperatura ambiente, desgaste e esforços aplicados. Recomendou-se a revisão do projecto da peia de forma a eliminar a acumulação de água do mar na parte encastrada. Resumo em inglês The causes of failure of a gripping cable from a catamaran hull coupling bar were investigated. The 16 mm diameter single strand cable, composed of 19 stainless steel wires, was kept stretched through a threaded joint. Fractographic macro examination of all wires facture surfaces and X-ray diffraction of exuded products collected inside the cable allowed the identification of a two step process failure: a first stage, where wires mainly from the outer layer of the cable s (mais) uffered from interstitial and/or pitting corrosion, followed by slow crack propagation inwards wire section until complete rupture of most wires, due to fatigue and corrosion; and a second and last stage where final ductile rupture of the remaining wires, mainly from inner layer, occurred, due to overload. Cracks nucleated inside crevices and pits, which was favoured by cable connecting ends design, exposition to sea water, fretting and applied stresses. A design revision was recommended.

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