Teste de fadiga de juntas

Seja para soldagem, fixação ou união de materiais, a HBK oferece uma variedade de modelos para estimar a vida útil de juntas complexas. Testamos, medimos e derivamos todos os parâmetros necessários para obter estimativas precisas da vida útil sob fadiga.

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Introdução à análise de fadiga de juntas

A análise de fadiga das juntas deve levar em consideração as diferentes configurações utilizadas em aplicações de engenharia, uma vez que cada tipo apresenta diferentes distribuições de tensão e modos de falha. As soldas contínuas, por exemplo, são conexões soldadas contínuas que normalmente estão sujeitas a tensões de membrana e flexão. Adesivos, soldas por pontos e rebites são mais suscetíveis a tensões de cisalhamento e descascamento.

A metodologia para análise de fadiga combina testes experimentais com modelagem numérica para desenvolver uma compreensão abrangente do desempenho das juntas. Primeiramente, são realizados testes personalizados para cada tipo de junta em condições de carga representativas. As soldas de costura são testadas com geometrias "rígidas" e "flexíveis" para avaliar seu desempenho sob tensões de membrana e flexão quase puras. Enquanto adesivos, soldas por pontos e rebites são testados em configurações de cisalhamento por sobreposição e descascamento. Os testes são realizados sob carga cíclica controlada, e seu desempenho é monitorado por meio de medições como a queda de rigidez, que indica o início e a propagação de trincas. A partir dessas experiências, são obtidos dados de vida útil sob carga, descrevendo a relação entre as cargas aplicadas e o número de ciclos até a falha.

Para converter esses resultados em informações relevantes para o projeto, são aplicadas técnicas de engenharia reversa utilizando análise de elementos finitos (FEA). Isso permite que as tensões sejam calculadas a partir dos dados experimentais de carga-vida útil e utilizadas para construir relações tensão-vida útil (S-N) para cada tipo de junta. Ao integrar resultados experimentais com modelagem computacional, essa abordagem fornece previsões realistas da vida útil em termos de fadiga e garante uma avaliação confiável da durabilidade das juntas.

Imagem da amostra cortesia da NIO Performance Engineering Limited

Principais benefícios do teste de juntas

Fornece as principais propriedades das juntas:
- Curvas de vida útil sob carga
- Curvas de vida útil sob tensão para uso no nCode DesignLife

Aumente a durabilidade e a confiabilidade do produto.

Capacidades de teste

Tipo de juntas

Soldas de costura
Soldas por pontos
Rebites
Adesivos
Juntas híbridas: Oferecemos uma análise abrangente das juntas utilizando adesivos combinados com rebites ou soldaduras por pontos para estimar com precisão o seu desempenho melhorado em termos de fadiga.
Testes personalizados: Oferecemos configurações de teste personalizadas para acomodar tipos de juntas não padronizadas.

Carregando configuração:

Uni-axial
Flexão em três ou quatro pontos
Personalizado

Teste de conformidade com as normas

Norma ASTM E466-21: Prática padrão para a realização de ensaios de fadiga axial de amplitude constante com força controlada em materiais metálicos
BS 3518:1993 Métodos de ensaio de fadiga. Métodos de teste de fadiga. Guia de princípios gerais
ISO 1099:2017 Materiais metálicos - Ensaios de fadiga - Método controlado por força axial
BS EN ISO 14273:2016 Soldagem por resistência — Ensaios destrutivos de soldas — Dimensões das amostras e procedimento para ensaios de tração por cisalhamento de soldas por pontos e soldas por projeção em relevo
BS EN ISO 14270:2016 Soldagem por resistência — Ensaios destrutivos de soldas — Dimensões das amostras e procedimento para ensaios de resistência à descamação mecanizada de soldas por pontos, cordões e saliências em relevo
BS EN ISO 18592:2019 Soldagem por resistência – Ensaios destrutivos de soldas – Método para o ensaio de fadiga de amostras soldadas com múltiplos pontos
BS EN ISO 14324:2003 Soldagem por pontos por resistência – Ensaios destrutivos de soldas – Método para o ensaio de fadiga de juntas soldadas por pontos
Método de ensaio padrão ASTM D1002-10R19 para a resistência aparente ao cisalhamento de amostras metálicas coladas com adesivo com junta de sobreposição simples por carga de tração (metal com metal)
Método de ensaio padrão ASTM D1876-08R23 para resistência ao descascamento de adesivos (ensaio T-Peel)

Resultados para CAE

Tranquilidade com dados analisados - Realizamos uma análise abrangente dos dados dos resultados dos testes.
Resultados para CAE - Fornecemos parâmetros prontos para uso no nCode DesignLife.
Confiança e confiabilidade – Os dados importados no nCode DesignLife fornecem curvas de projeto para otimização do produto.

Documentos técnicos

Halfpenny, A. e Vervoort, S. (2024) "Análise dinâmica da fadiga de uma junta soldada sob carga PSD multiaxial aleatória sequencial e simultânea", VAL5 Quinta Conferência Internacional sobre Desempenho de Materiais e Componentes sob Carga de Amplitude Variável, DVM Materials Research and Testing e.V., Dresden, Alemanha.
Bagni, C., Halfpenny, A., Hill, M. e Tarasek, A. (2024) "Uma abordagem pragmática para a estimativa da vida útil sob fadiga de juntas híbridas", Procedia Structural Integrity, 57, pp. 859-871.
Bagni, C., Halfpenny, A., Hill, M. e Tarasek, A. (2024) “Uma metodologia prática para a estimativa da vida útil à fadiga de juntas adesivas”, Procedia Structural Integrity, 57, pp. 598-610.
Bagni, C., Halfpenny, A., Hill, M. e Tarasek, A. (2024) «Uma abordagem prática para a estimativa da vida útil à fadiga de juntas híbridas através de testes e simulações numéricas», em: Cawte, E. R. , Cockings, H. L., Stekovic, S. and Yates, J. R. (Eds.), Anais da 9ª Conferência Internacional da Engineering Integrity Society sobre Durabilidade e Fadiga, 1, pp. 44-57. 19-21 de junho de 2024, Jesus College, Cambridge, Reino Unido.
Bagni, C., Tarasek, A., Halfpenny, A. e Hill, M. (2025) "Previsão da vida útil sob fadiga de juntas adesivas e híbridas: Uma abordagem eficaz que combina simulações numéricas e testes físicos, NAFEMS World Congress 2025, Salzburgo, Áustria. [Online]. Disponível em: https://www.nafems.org/publications/resource_center/nwc25-0006998-paper/
Halfpenny, A., Plaskitt, R., Mantley, J. and Mann, N. (2012) "Análise de fadiga de uma junta soldada de um recipiente sob pressão utilizando o método de integração de tensões descrito no Código VIII da ASME para caldeiras e recipientes sob pressão", 12.ª Conferência Internacional sobre Avaliação da Integridade Estrutural em Engenharia, EMAS Publishing.

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