A determinação experimental da tenacidade à fratura de materiais dúcteis sob o modo de carga I, com base no comportamento da Integral J, foi amplamente formalizada na norma técnica ASTM E 1820-99 (Método de Ensaio para Medição da Resistência à Fratura), e no procedimento ESIS P1-92. No entanto, no que diz respeito aos modos de carregamento combinados, ainda faltam regras geralmente aceitas para a avaliação da tenacidade à fratura, apesar de sua importância em muitas situações da engenharia. Sabe-se que a medição da tenacidade à fratura com base na Integral J é altamente dependente da relação do modo combinado, da geometria do corpo testado e do estado geral de deformação do corpo de prova. Esta pesquisa consiste no desenvolvimento de um protocolo experimental para o teste de flexão assimétrica em quatro pontos, pelo qual seja possível estudar a resposta a fratura de materiais metálicos sob modos de carregamento combinados. A confiabilidade dos resultados será avaliada a partir da comparação de testes experimentais e computacionais com diferentes configurações dos parâmetros do ensaio. Análises numéricas usando o método de elementos finitos são usados para definição dos parâmetros de ensaio e caracterização dos valores de tenacidade do material. Os resultados obtidos são favoráveis à metodologia proposta, apresentando consistência entre resultados computacionais e resultados experimentais.

The experimental determination of the fracture toughness of ductile materials under load mode I, based on the behavior of the J-integral, was extensively formalized in ASTM E 1820-99 (Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness) and in ESIS procedure P1-92. However, with respect to combined loading modes, generally accepted rules for the evaluation of fracture toughness are still lacking, despite their importance in many engineering situations. It is known that the measurement of fracture toughness based on the J-integral is highly dependent on the combined mode relationship, the geometry of the tested body and the general state of strain of the sample. This research consists of the development of an experimental protocol for the four-point asymmetric bending test, by means of which it is possible to study the response to fracture of metallic materials under combined load modes. The reliability of the results will be evaluated by comparing experimental and computational tests with different settings of the assay parameters. Numerical analyzes using the finite element method are used to define the test conditions and characterize the toughness values of the material. The results obtained are favorable to the proposed methodology, showing consistency between the computational results and the experimental results.