Overload-induced fatigue crack branching (or bifurcation) is a phenomenon capable of inducing significant growth retardation or even crack arrest. Such behavior can quantitatively explain retardation effects even when plasticity induced crack closure cannot be applied, e. g. in high R-ratio or in plane-strain controlled fatigue crack growth. However, the few analytical models available for branched cracks cannot be used to predict the subsequent crack growth nor account for the delays observed in practice. In this work, specialized Finite Element (FE) and life assessment software are used to predict the reduction in the propagation rates in bifurcated cracks. The crack path and the associated stress intensity factors (SIF) of asymmetrically bifurcated cracks are numerically obtained for several bifurcation angles. The companion life assessment program is used to estimate the number of delay cycles associated with crack bifurcation. The proposed approach is validated experimentally, allowing for a better understanding of the influence of crack deflection in the propagation life of structural components.

A bifurcação de trincas causada por sobrecargas é um fenômeno capaz de induzir retardo significativo no seu crescimento subseqüente por fadiga. Esse comportamento pode explicar quantitativamente efeitos de retardo mesmo quando o fechamento da trinca por plasticidade não pode ser usado, e. g. sob altas cargas médias ou sob um estado plano de deformações. Porém, os poucos modelos analíticos disponíveis para trincas bifurcadas não podem ser usados para predizer o seu crescimento subseqüente nem para reproduzir os retardos observados na prática. Nesse trabalho, programas especializados de Elementos Finitos (EF) e de avaliação de vida à fadiga são usados para predizer a redução nas taxas de propagação em trincas bifurcadas. O caminho de trinca e os fatores de intensidade de tensão associados são obtidos numericamente para diversas trincas bifurcadas. O número de ciclos de retardo associado à bifurcação é então calculado. Resultados experimentais comprovam a eficiência da metodologia proposta, permitindo uma melhor compreensão da influência desse fenômeno na vida à fadiga de componentes estruturais.