Estresse Radial:
É a tensão criada em um recipiente quando ele está cheio, onde os conteúdos agirão para expandir o contentor. Por exemplo, um balão tem estresse radial quando inflado. Como um balão, quando uma aeronave é pressurizada, a pressão causa uma expansão interna.
Estresse de eixo:
Refere-se ao estresse longitudinal. Isso ocorre quando a aeronave é pressurizada e a pressão interna é aumentada.
Elasticidade do material:
Os materiais que uma aeronave de transporte moderno são feitos com um grau de elasticidade. Como um elástico quando é esticado e em seguida liberado, ele retorna ao seu tamanho original. Se a borracha é esticada além de seus limites elásticos, quando liberada, o efeito elástico não permite retornar ao seu tamanho original. Esta é a deformação. Em estruturas de aeronaves, a deformação pode assumir a forma de flexão, flambagem, alongamento, torcão, corte, ou fissuras, o que acaba por conduzir a fratura e deformação em materiais.
Quando um material é sujeito a uma carga que esteja dentro do seu limite elástico, mas durante um período prolongado, o material pode deformar-se (alongamento). Isso é denominado deformação, o que faz aumentar seu comprimento.
Os fatores que contribuem para deformação:
> Tipo de material;
> Carga aplicada;
> Duração da carga;
> Temperatura.
Fadiga nos materiais:
A fadiga é inevitável em materiais que estão sujeitos a cargas alternadas (ou seja, uma faixa de borracha velha estende-se e, em seguida, falha antes da carga normal aplicada). Isso é chamado de falha por fadiga. A estrutura sujeita a reversões de carga (cargas de tração principalmente), sofre falha por fadiga mais rapidamente do que a mesma estrutura que foi sujeita a uma carga contínua. Os efeitos de cargas cíclicas sobre estruturas são cumulativos e chegam a um ponto em que a estrutura se rompa, mesmo sob cargas normais.
O diagrama acima é uma representação gráfica da regra de Miner. Neste diagrama, um gráfico de escala logarítmica mostra três níveis de estresse que a estrutura pode estar sujeitos. Estes são S1, S2 e S3. Ao longo do eixo menor temos número de ciclos que o material pode suportar antes da falha, mostrado por N1, N2 e N3.
Para fazer uma aeronave viável, a estrutura e o material de que é feita devem ser tão leves quanto possível. Isto resulta na tensão no interior da estrutura que pode ser elevada, tanto como o Take-Off Mass (MTOM) que pode ser de até dois terços da carga de ruptura estrutura.
Combinado com as variações das cargas de S, que a aeronave está sujeita em todos os ciclos de sua operação, surge um efeito cumulativo sobre a fadiga na estrutura. Consequentemente, para todas as estruturas é dada uma vida útil.
Trincas por fadiga:
Quando uma estrutura está sujeita a uma tensão média, partituras, arranhões, furos de fixação, pontas afiadas, ou curvas acentuadas podem acumular-se os níveis de estresse locais, 2 ou 3 vezes maior do que a média. Como o nível de estresse dentro do material tenta aliviar a si mesmo, este pode ocasionar trincas. Por exemplo, se uma folha de papel é dobrada e um rasgo for iniciado, a tensão aplicada à folha através do rasgo faz com que o desgaste se propaga. Cada material tem um comprimento limite para trincas.
Fases de uma trinca por fadiga
Aloha B737 após seção da cabine ser desintegrada por rachaduras devido à fadiga
Referência
Airframes and System JAA ATPL Training – Chapter 1 –Introduction to structures <Edição 2004>
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