Conceção e Projeto de um Sistema Mecânico para Ensaio de Materiais Metálicos Sujeitos a Elevadas Taxas de Deformação

• Autor(a) principal: Medeiros, Joana Rita Cabral Gouveia Coelho
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/105188
• topic: Barra de Kolsky; Elevada Taxa de Deformação; Comportamento Mecânico dos Materiais; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Este trabalho foca-se na conceção e projeto de um sistema mecânico a utilizar no estudo das propriedades mecânicas de materiais metálicos quando sujeitos a taxas de deformação elevadas, nomeadamente no desenvolvimento de um sistema de Barra de Kolsky para realização de testes de compressão. A implementação deste trabalho permitirá ao Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial (DEMI) da FCT-UNL testar materiais metálicos, e não só, sob elevadas taxas de deformação, tanto para uso próprio como para terceiros. Com pequenas alterações ao projeto do sistema mecânico apresentado, poder-se-ão ensaiar materiais poliméricos ou compósitos. Na fase inicial da dissertação, procedeu-se à pesquisa bibliográfica necessária à análise teórica dos ensaios realizados com a Barra de Kolsky, tendo sido sintetizada a formulação relevante. Posteriormente, iniciou-se a conceção do sistema mecânico, com vista à escolha cuidada dos elementos mecânicos relevantes e da instrumentação a utilizar, tendo sido considerado que o material em estudo seria o aço AISI 4130 e que os ensaios seriam realizados com uma taxa de deformação máxima de 5000 s-1. De forma a contextualizar a formulação apresentada, procedeu-se a estudos teóricos e a simulações numéricas, com recurso ao SolidWorks Motion, tendo-se realizado a simulação do choque entre as barras com uma velocidade de impacto de 62,46 m/s. No final da dissertação apresenta-se um custo aproximado para a aquisição dos componentes envolvidos na montagem e operacionalização do sistema mecânico desenvolvido.