Mais da metade das falhas observadas em molas durante ensaios ou em serviço ocorre por fadiga. Algumas vezes a trinca por fadiga se inicia em defeitos ou microtrincas pré-existentes, regiões com corrosão ou danificadas mecanicamente, porém na maioria dos casos nenhum destes problemas é identificado como o causador da falha. O objetivo deste trabalho é propor um método para análise de vida à fadiga de molas planas que possa ser usado, por exemplo, nas fases iniciais de um projeto, quando os conceitos, por estarem ainda incompletos, não justificam os elevados custos envolvidos nos ensaios de durabilidade reais. A dissertação reúne elementos considerados essenciais para a resolução do problema, dentre eles o estudo das características gerais das molas planas, o levantamento das propriedades mecânicas do material envolvido no estudo e o emprego do método de elementos finitos para a determinação das regiões críticas da mola e seus níveis de tensão. O texto ainda apresenta e discute o método SN, incluindo estimativas de curvas de Wöhler, coeficientes modificadores do limite de fadiga, efeitos da tensão média, regra linear de Palmgren-Miner para estudo do acúmulo de dano e contagem de ciclos "rainflow" para análise de carregamentos aleatórios. O trabalho expõe também ensaios experimentais da suspensão dianteira de um veículo comercial, a partir dos quais é proposta uma metodologia para definição do carregamento a ser aplicado no modelo da mola plana em estudo. A análise comparativa entre as curvas SN estimadas e a curva SN da mola evidencia o efeito benéfico da tensão residual proveniente do jateamento por granalha, cuja magnitude foi levantada por difração de raios-x. As previsões de vida da mola calculadas pelos métodos proposto e experimental são comparadas, indicando a aplicabilidade do procedimento.

Over half of all metallic springs that fail in testing or service do so by a fatigue mechanism. Sometimes the fatigue crack is initiated by preexisting defects or cracks, corrosion, wear, or mechanical damage, but in the majority of cases there is no significant "fault" identified that has initiated failure. The aim of this work is to propose a method for leaf springs fatigue life analysis which can be used, for example, on the initial phases of a project, when the concepts are still incomplete and do not justify the high costs involved in actual durability tests. The dissertation combines several elements necessary for the problem solution, among them the study of the leaf spring general characteristics, a survey of the mechanical properties of the studied material and the application of the finite element method for the critical sections determination and their stress levels. The text presents and discusses the SN method, including Wöhler curves estimate, endurance-limit modifying factors, mean stress effects, Palmgren-Miner linear rule for cumulative fatigue damage analysis and rainflow cycling counting for random histories analysis. This work also presents experimental tests of the commercial vehicle front suspension, from which a procedure is proposed in order to define the load to be applied to the model. The comparative analysis between the estimated SN curves and the leaf spring SN curve evidences the beneficial effect of the residual stress originating from the shot peening, whose magnitude was measured by x-ray diffraction. The leaf spring life prediction, calculated from the proposed and experimental methods are compared indicating the procedure applicability.