CENTRO TECNOLÓGICO DE FIXAÇÃO
FALHA POR FADIGA
As falhas por fadiga são falhas tipicamente transgranulares e ocorrem nos fixadores roscados quando estes são submetidos à uma carga de trabalho cíclica de amplitude que supera a resistência à fadiga do elemento roscado. A resistência a fadiga é chamada de “ENDURANCE LIMIT”.
Devido a uma força de trabalho suficientemente elevada para superar o endurance limit do material do fixador, uma trinca é nucleada a partir de uma região quase sempre localizada num ponto de alta concentração de tensões, iniciando uma falha que se propagará de forma transgranular, reduzindo a área resistiva até a falha total, quase sempre por sobrecarga.
A falha poderá ser por fadiga de longo ciclo ou de baixo ciclo, dependendo se amplitude das tensões aplicadas superarem pouco ou muito a resistência à fadiga do fixador roscado.
Fixadores roscados são elementos de máquina extremamente suscetíveis a falha por fadiga em virtude de sua geometria desfavorável, pois são corpos entalhados, suportando altas forças estáticas de montagem e dinâmicas de trabalho.
Os fatores de entalhe (stress concentration factors) dos elementos roscados variam de 4 a 10. Isso significa que as tensões de fadiga nas regiões mais críticas podem ser 10 vezes maiores que no corpo liso do fixador.
A resistência a fadiga dos fixadores roscados (rosca externa) não é influenciada pela dureza em parafusos com estrutura martensita revenida. Portanto em relação à fadiga, a classe 8.8 tem resistência igual a 10.9 ou 12.9, considerando rosca com passo normal. Parafusos com classe 12.9 e rosca fina podem ter a resistência à fadiga reduzida em 30% se comparada à parafusos com rosca normal.
O endurence limit porém mantém relação com a bitola, sendo que quanto maior a bitola, menor a resistência. Parafusos com rosca rolada após tratamento térmico que não sofram nenhuma operação posterior em processos com temperatura > 94ºC, podem ter um aumento de até 80% na resistência à fadiga, dependendo da carga média em que for montado, devido às tensões negativas que são induzidas durante a deformação a frio proveniente da rolagem da rosca.
Em juntas excentricamente carregadas e solicitadas, a ocorrência de abertura unilateral da junta pode elevar as tensões de fadiga atuantes no fixador exponencialmente, gerando falhas.
