Caracterização termomecânica de estruturas celulares de liga com memória de forma Cu-Al-Mn obtidas por fundição de precisão.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28264 |
Resumo: | Por muitos anos, as estruturas celulares, tais como os honeycombs (estruturas de células hexagonais), estão sendo estudadas devido a apresentarem inúmeras possibilidades de aplicações estruturais, a exemplo de amortecimento de cargas de impacto. A maioria dos materiais com estruturas celulares são fabricados de alumínio, e são bastante utilizados nas indústrias naval e aeronáutica. Contudo, as estruturas celulares de alumínio apresentam a desvantagem de poder acumular deformações permanentes (regime plástico), irreversíveis mesmo quando submetidas a aquecimento. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é a caracterização termomecânica de estruturas celulares de uma Liga com Memória de Forma (LMF) do sistema Cu-Al-Mn produzidas por fundição de precisão com quatro geometrias celulares diferentes (hexagonal, reentrant, diamond e estrutura “S”) e com duas espessuras de parede de célula diferentes (1 mm e 0,5 mm). Os resultados obtidos mostraram que as estruturas celulares apresentaram transformação de fase característica do fenômeno do Efeito de Memória de Forma (EMF) com deformação a temperatura ambiente seguida de aquecimento. Os ensaios mecânicos isotérmicos de compressão permitiram constatar o comportamento funcional relacionado aos fenômenos de EMF e Superelasticidade (SE). Foi possível verificar também que as estruturas celulares com 0,5 mm de espessura exigem menores níveis de força máxima ao final de cada ciclo de 5% de compressão, da ordem de 1/3 a 1/10, comparativamente aquelas de 1 mm de espessura. Por fim, quase todas as estruturas celulares produzidas apresentaram boa deformabilidade, podendo ser utilizadas como amortecedores para impactos devido ao seu comportamento verificado nos testes de compressão. |
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Caracterização termomecânica de estruturas celulares de liga com memória de forma Cu-Al-Mn obtidas por fundição de precisão.Thermomechanical characterization of Cu-Al-Mn shape memory alloy cellular structures obtained by precision casting.Liga com memória de forma Cu-AI-MnFundição de precisãoTermomecânicaEstruturas celularesComportamento termodinâmico - ligas com memória de formaLigas com memória de forma - tecnologia de fabricaçãoCu-AI-Mn Shape Memory AlloyPrecision castingThermomechanicsCellular structuresThermodynamic behavior - shape memory alloysShape memory alloys - manufacturing technologyEngenharia MecânicaPor muitos anos, as estruturas celulares, tais como os honeycombs (estruturas de células hexagonais), estão sendo estudadas devido a apresentarem inúmeras possibilidades de aplicações estruturais, a exemplo de amortecimento de cargas de impacto. A maioria dos materiais com estruturas celulares são fabricados de alumínio, e são bastante utilizados nas indústrias naval e aeronáutica. Contudo, as estruturas celulares de alumínio apresentam a desvantagem de poder acumular deformações permanentes (regime plástico), irreversíveis mesmo quando submetidas a aquecimento. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é a caracterização termomecânica de estruturas celulares de uma Liga com Memória de Forma (LMF) do sistema Cu-Al-Mn produzidas por fundição de precisão com quatro geometrias celulares diferentes (hexagonal, reentrant, diamond e estrutura “S”) e com duas espessuras de parede de célula diferentes (1 mm e 0,5 mm). Os resultados obtidos mostraram que as estruturas celulares apresentaram transformação de fase característica do fenômeno do Efeito de Memória de Forma (EMF) com deformação a temperatura ambiente seguida de aquecimento. Os ensaios mecânicos isotérmicos de compressão permitiram constatar o comportamento funcional relacionado aos fenômenos de EMF e Superelasticidade (SE). Foi possível verificar também que as estruturas celulares com 0,5 mm de espessura exigem menores níveis de força máxima ao final de cada ciclo de 5% de compressão, da ordem de 1/3 a 1/10, comparativamente aquelas de 1 mm de espessura. Por fim, quase todas as estruturas celulares produzidas apresentaram boa deformabilidade, podendo ser utilizadas como amortecedores para impactos devido ao seu comportamento verificado nos testes de compressão.For many years, cellular structures, such as honeycombs, are being studied because these arrays have numerous possibilities of structural applications, such as impact load damping. Most materials with cellular structures are made of aluminum, and are widely used in the naval and aviation industries. However, aluminum cellular structures have the disadvantage that they can accumulate permanent deformations (plastic regime), irreversible even when subjected to heating. In this context, the objective of, this research is the fabrication and thermomechanical characterization of cellular structures of a Cu-Al-Mn Shape Memory Alloy (SMA) produced by precision casting with four different cell geometries (honeycomb, reentrant, diamond and “S”- structure) with two thicknesses (1 mm and 0.5 mm). The obtained results showed that the cellular structures presented phase transformation characteristic of the Shape Memory Effect (SME) phenomenon with deformation at room temperature followed by heating. The isothermal mechanical compression tests showed the functional behavior related to the EMF and Superelasticity (SE) phenomena. It was also found that 0.5 mm thick cell structures require lower levels of maximum force at the end of each 5% compression cycle, around 1/3 to 1/10, compared to 1 mm thicknesses. Finally, almost all cell structures produced showed good deformability and can be used as shock absorbers due to their behavior verified in compression tests.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFCGARAÚJO, Carlos José de.ARAÚJO, C. J.http://lattes.cnpq.br/9466801408291152GRASSI, Estephanie Nobre Dantas.GOMES, Rodinei Medeiros.ALVES, Railson de Medeiros Nóbrega.2019-08-282022-12-09T23:33:32Z2022-12-092022-12-09T23:33:32Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28264ALVES, Railson de Medeiros Nóbrega. Caracterização termomecânica de estruturas celulares de liga com memória de forma Cu-Al-Mn obtidas por fundição de precisão. 2019. 101f. (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28264porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-12-09T23:34:29Zoai:localhost:riufcg/28264Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-12-09T23:34:29Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Por muitos anos, as estruturas celulares, tais como os honeycombs (estruturas de células hexagonais), estão sendo estudadas devido a apresentarem inúmeras possibilidades de aplicações estruturais, a exemplo de amortecimento de cargas de impacto. A maioria dos materiais com estruturas celulares são fabricados de alumínio, e são bastante utilizados nas indústrias naval e aeronáutica. Contudo, as estruturas celulares de alumínio apresentam a desvantagem de poder acumular deformações permanentes (regime plástico), irreversíveis mesmo quando submetidas a aquecimento. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é a caracterização termomecânica de estruturas celulares de uma Liga com Memória de Forma (LMF) do sistema Cu-Al-Mn produzidas por fundição de precisão com quatro geometrias celulares diferentes (hexagonal, reentrant, diamond e estrutura “S”) e com duas espessuras de parede de célula diferentes (1 mm e 0,5 mm). Os resultados obtidos mostraram que as estruturas celulares apresentaram transformação de fase característica do fenômeno do Efeito de Memória de Forma (EMF) com deformação a temperatura ambiente seguida de aquecimento. Os ensaios mecânicos isotérmicos de compressão permitiram constatar o comportamento funcional relacionado aos fenômenos de EMF e Superelasticidade (SE). Foi possível verificar também que as estruturas celulares com 0,5 mm de espessura exigem menores níveis de força máxima ao final de cada ciclo de 5% de compressão, da ordem de 1/3 a 1/10, comparativamente aquelas de 1 mm de espessura. Por fim, quase todas as estruturas celulares produzidas apresentaram boa deformabilidade, podendo ser utilizadas como amortecedores para impactos devido ao seu comportamento verificado nos testes de compressão. |
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