Critérios de falhas existem para avaliarmos se um componente vai falhar ou não. O ponto é que falha é um termo muito genérico que precisa de atenção, por exemplo: você considera falha o rompimento ou apenas o escoamento? Ou ainda, de que tipo de material estamos falando? Material dúctil? Material frágil? Polímero? Esses questionamentos circundam os critérios de falha, precisamos respondê-los antes de utilizar o critério de falha adequado para a análise estrutural.
Pensando nisso, nesse post discutiremos sobre o critério de falha mais utilizado nos softwares de elementos finitos: o critério de falha de von Mises.
Segundo a literatura, um material não escoa se submetido a tensões volumétricas iguais e, portanto, somente começará a escoar caso essas tensões não sejam uniformes e causem uma energia de distorção no material.
Mas que material estamos falando? O critério de falha de von Mises é adequado para materiais dúcteis, uma vez que eles apresentam escoamento bem definido, ou seja, o material irá deformar permanentemente antes de romper e, por isso, é dito que o material falhou por escoamento.
Na maioria dos projetos, não queremos que a nossa estrutura rompa ou colapse. Pelo contrário, na maioria dos projetos precisamos garantir que a estrutura não deforme plasticamente para que não comprometa sua resistência, condições de uso e garanta a segurança de pessoas.
Vamos ao exemplo! A viga abaixo só escoará quando a tensão equivalente de von Mises atingir o limite de escoamento no material que, nesse caso, é 620,422 MPa.
Podemos, ainda calcular o coeficiente de segurança segundo critério de falha de von Mises. Caso o coeficiente de segurança seja menor que 1, então a estrutura falhará por escoamento.
Como o menor coeficiente calculado é igual a 2,188, então, a estrutura não apresentará falha por escoamento, segundo critério de falha de von Mises.
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