Projecto conceptual de um dispositivo mecânico para ensaio de componentes estruturais sujeitos a cargas de impacto

• Autor(a) principal: Cardoso, José Filipe Marques
• 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/10362/59599
• topic: Ensaio de Impacto; Método dos Elementos Finitos; Projecto de Máquinas; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Os ensaios de impacto visam estudar as propriedades dos materiais que não são possíveis de obter através de ensaios estáticos ou quasi-estáticos tradicionais, como os ensaios de tracção ou compressão. Estes ensaios, consistem tipicamente numa colisão entre uma massa acelerada e um espécime, de um material e características geométricas várias. O objectivo destes ensaios é obter propriedades mecânicas de materiais como a resistência ao impacto e a resistência à fractura, através da energia absorvida durante a colisão, factores importantes para a selecção de um material para componentes que possam estar sujeitos a cargas dinâmicas de impacto durante o serviço. A proposta desta dissertação é apresentar um projecto de um banco de ensaios de impacto por queda de massa (Drop Weight), apresentado sob a forma de uma memória descritiva, que consiste numa descrição detalhada de todas as peças que o constituem, os respectivos desenhos técnicos e o orçamento para construção e futura utilização no laboratório de Mecânica Estrutural da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa. O banco de ensaios tem uma concepção simples, não sacrificando, contudo, nenhuma das características que lhe conferem a capacidade de execução dos ensaios com uma boa precisão e produção de resultados experimentais viáveis. Para estabelecer as especificações de projecto da máquina, tanto na componente estrutural bem como na componente de instrumentação, é necessário compreender o tipo de resultados esperados deste tipo de ensaios. Foram efectuadas análises das simulações com modelos de elementos finitos com o código de dinâmica explícita LS-Dyna. Através das simulações efectuadas e de acordo com os constrangimentos físicos do local onde instalar o banco de ensaios, foram selecionados como provetes os tubos que constituem o chassi projectado pela equipa do Formula Student. Após a definição de todos os elementos estruturais do banco de ensaios foram selecionados os elementos de instrumentação a utilizar no banco de ensaios. Estima-se que o custo total deste dispositivo seja de cerca de 10.000 Euros, sendo um valor de aquisição bastante inferior aos praticados comercialmente.