Publicação: Avaliação da incerteza associada à tenacidade à fratura obtida via integral-J
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Este trabalho tem como objetivo avaliar a incerteza associada à tenacidade à fratura
obtida via ensaios convencionais (Integral J) de acordo com as determinações da norma
ASTM E1820 (ASTM, 2020). Para tanto foi efetuado um estudo minucioso do método de
ensaio, bem como da instrumentação utilizada. Em seguida foram identificados todos os
mensurandos e as variáveis de entrada, bem como os modelos matemáticos para cálculo da
incerteza de medição. O método GUM e o de Monte Carlo foram aplicados. Foi desenvolvida
e documentada uma metodologia de cálculo utilizando o Microsoft Excel® 2019. Os resultados
obtidos mostraram que a incerteza expandida associada à tenacidade à fratura via ensaio
Integral J, considerando três corpos de prova fabricados em aço AISI 4340 (28 HRC), é
12,91 kJ/mm² representando 8,5 % do valor médio de J (152,18 J/mm²) com probabilidade de
abrangência de 95,45 %. A maior contribuição neste caso está associada à variabilidade dos
valores de J obtidos considerando a realização de três ensaios em condições de
repetibilidade. Analisando dados da literatura foi possível observar que esta variabilidade pode
gerar uma incerteza expandida de até 14,5 % do valor médio de J.
Abstract
This work aims to evaluate the uncertainty associated with the fracture toughness
obtained via conventional tests (J integral) in accordance with the determinations of
the ASTM E1820 (ASTM, 2020) Standard. For that, a detailed study of the test method
was carried out, as well as the instrumentation used. Then, all measurands and input
variables were identified, as well as the mathematical models for calculating the
measurement uncertainty. The GUM and Monte Carlo methods were applied. A
methodology was developed and documented using Microsoft Excel® 2019. The
results obtained showed that the expanded uncertainty associated with fracture
toughness obtained via J Integral test, considering three specimens manufactured in
AISI 4340 (28 HRC) steel, is 12.91 kJ/mm², representing 8.5 % of the average value
of J (152.18 J/mm²) with coverage probability of 95. 45 %. The greatest contribution in
this case is associated with the variability of J values obtained considering three tests
performed under repeatability conditions. Analyzing data from the literature, it was
possible to observe that this variability can generate an expanded uncertainty of up to
14.5 % of the average value of J.
Palavras-chave
Tenacidade à fratura, Incerteza de medição, Integral J, ASTM E1820, Engenharia mecânica
Citação
SILVA, Joyce Aantunes da. Avaliação da incerteza associada à tenacidade à fratura obtida via integral
J. 2023. 120 f. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.145
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