ANÁLISE DE FALHA DINÂMICA EM CARREGAMENTO AXIAL DE EIXO DE TRANSMISSÃO UTILIZANDO O MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

Resumo

Este  trabalho tem como objetivo apresentar uma aplicação do método dos elementos finitos para análise de tensão e fadiga em um eixo de transmissão mecânica submetido a carregamento axial alternado. Eixos de transmissão são largamente usados em máquinas rotativas, e sujeitas a problemas de fadiga. Qualquer processo de falha que possa ocorrer em uma peça provavelmente está localizado onde a tensão excedeu o nível de resistência. Sempre que uma peça ou componente possui uma variação brusca em sua geometria tais como ranhuras, furos, entalhes, ressaltos ou qualquer outro tipo de irregularidade, ocorre um aumento concentrado de tensão num determinado local da peça. O eixo rotativo estudado  é carregado por uma força axial alternada de 10 kN, em que o eixo tem todos os raios de arredondamento de 0,0075 m, uma superfície usinada, aço AISI 1020, com módulo de elasticidade de Young igual a 200 GPa e módulo de Poisson igual a 0,3. Apresentam-se as condições de ruptura por tensão e também por fadiga, obtendo-se a tensão máxima em condições de trabalho e o coeficiente de segurança na fadiga para um tempo de vida infinita. Os resultados obtidos numericamente foram comparados com resultados de fadiga obtidos empiricamente e apresentaram-se satisfatórios.