Estimações das temperaturas no torneamento usando problemas inversos em medições por termovisor e termopares

• Autor(a) principal: DUTRA, Fernando Viana Avelar
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2472
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA; Transferência de calor; Torneamento; Ferramenta de corte; Problemas inversos

A usinagem desempenha um papel importante na fabricação de peças mecânicas. Este trabalho analisa especificamente o torneamento, o qual é um dos processos de usinagem. Quando se analisa o aspecto geral no torneamento percebe-se altos esforços atuando na região de corte. Os altos esforços junto às pequenas dimensões do contato cavaco-ferramenta contribuem no desenvolvimento de altas temperaturas de corte. Além disso, a temperatura é um fator crucial associado ao desgaste da ferramenta. O foco deste trabalho foi de analisar as temperaturas na interface cavaco-ferramenta. O modelo tridimensional de análise para as temperaturas agrupava o calço, o suporte da ferramenta, o grampo e a ferramenta. A solução do problema foi divida em duas partes: uma aplicando técnicas inversas, e a outra com a solução do problema direto. As técnicas inversas usadas foram a Função Especificada Não Linear e a Regularização de Viagem no Tempo. Essas técnicas foram aplicadas através da ferramenta LiveLink que integra o COMSOL® e o MATLAB®. A solução direta do problema envolve resolver a equação da difusão de calor tridimensional não linear em regime transiente. Dentre as condições de contorno do problema direto encontra-se a de fluxo de calor imposto no contato cavaco-ferramenta. Esse fluxo de calor desempenha um papel fundamental na resolução do problema. Em aspectos gerais, esse fluxo de calor permitia ao problema direto fornecer estimações de temperaturas que eram comparadas com os valores experimentais. Na experimentação foi usada uma ferramenta de metal duro. Termopares e uma câmera termográfica foram os responsáveis pelas medições das temperaturas. Os resultados das simulações foram analisados e comparados com os valores obtidos experimentalmente. Realizou-se uma comparação entre os fluxos de calor estimados pela Função Especificada Não Linear e pela Regularização de Viagem no Tempo. Também pontuou-se diferenças quanto ao uso de câmera térmica ou termopares na abordagem do problema inverso.