Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46441 |
Resumo: | O desenvolvimento de materiais inteligentes tem crescido intensamente, no qual as várias pesquisas e avanços que permitiram o emprego de matérias na forma de atuadores, conhecidos como atuadores com efeito memória de forma (EMF). As Ligas com efeito memória de forma constituírem materiais metálicos especiais capazes de recuperar deformações pseudoplásticas de elevada intensidade, por intermédio de um simples aquecimento. O objetivo principal deste trabalho é estudar aspectos envolvidos na preparação, fabricação e caracterização de ligas (Ti50Ni50-XCux), com variação dos teores de cobre, para verificar a influência deste na microestrutura e propriedades termoelásticas, na aplicação de uma arruela ondulada para geração de força (aumento de pré-carga) aplicada em rolamentos, garantindo maior vida útil do mesmo. As ligas Ti50Ni50- XCux foram preparadas considerando cinco diferentes adições de cobre: 5,10, 15, 20 e 25 at.%. Foram escolhidos 2 tipos de arruela uma de chapa e outra de fio e com dimensões comerciais. Para a fabricação das mesmas optou-se pelos processos de fundição de precisão: Plasma Skull Push-Pull (PSPP), e para fundir as ligas e fusão por indução com injeção por centrifugação (FIC) para fundir as arruelas, utilizando moldes de resina feitos em impressão 3D, os quais se mostraram bastante eficazes. Foram realizados ensaios de caracterização para determinar as propriedades térmicas e mecânicas das ligas. Os principais resultados obtidos foram que as 5 ligas podem ser fabricadas pelo processo de fundição a plasma, e as arruelas das mesmas também apresentaram bons resultados para se trabalhar em temperaturas acima da ambiente em um sistema de pré-carga devido ao EMF. Foi constatado a partir de ensaios de DRX, MEV E MO a presença de alguns precipitados, os mapas de microdureza comprovaram que a fundição é homogênea e a caracterização termomecânica indicaram que com o aumento do teor de cobre nas ligas aumentaram as temperaturas de transformações como também houve a diminuição da histerese. Finalmente as ligas obtiveram transformações de fase em apenas um estágio B2-B19’, isto faz com que essas ligas tenham alto potencial para aplicação na fabricação de arruelas onduladas. |
id |
UFPE_3ef2f9dc251181d1f9cc2d47b853515a |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufpe.br:123456789/46441 |
network_acronym_str |
UFPE |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFPE |
repository_id_str |
2221 |
spelling |
VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souzahttp://lattes.cnpq.br/6622866489872495http://lattes.cnpq.br/2200553486822519http://lattes.cnpq.br/3543701977842617SANTOS, Tiago Felipe de AbreuGONZALEZ, Cezar Henrique2022-09-15T14:42:11Z2022-09-15T14:42:11Z2022-07-07VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza. Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46441O desenvolvimento de materiais inteligentes tem crescido intensamente, no qual as várias pesquisas e avanços que permitiram o emprego de matérias na forma de atuadores, conhecidos como atuadores com efeito memória de forma (EMF). As Ligas com efeito memória de forma constituírem materiais metálicos especiais capazes de recuperar deformações pseudoplásticas de elevada intensidade, por intermédio de um simples aquecimento. O objetivo principal deste trabalho é estudar aspectos envolvidos na preparação, fabricação e caracterização de ligas (Ti50Ni50-XCux), com variação dos teores de cobre, para verificar a influência deste na microestrutura e propriedades termoelásticas, na aplicação de uma arruela ondulada para geração de força (aumento de pré-carga) aplicada em rolamentos, garantindo maior vida útil do mesmo. As ligas Ti50Ni50- XCux foram preparadas considerando cinco diferentes adições de cobre: 5,10, 15, 20 e 25 at.%. Foram escolhidos 2 tipos de arruela uma de chapa e outra de fio e com dimensões comerciais. Para a fabricação das mesmas optou-se pelos processos de fundição de precisão: Plasma Skull Push-Pull (PSPP), e para fundir as ligas e fusão por indução com injeção por centrifugação (FIC) para fundir as arruelas, utilizando moldes de resina feitos em impressão 3D, os quais se mostraram bastante eficazes. Foram realizados ensaios de caracterização para determinar as propriedades térmicas e mecânicas das ligas. Os principais resultados obtidos foram que as 5 ligas podem ser fabricadas pelo processo de fundição a plasma, e as arruelas das mesmas também apresentaram bons resultados para se trabalhar em temperaturas acima da ambiente em um sistema de pré-carga devido ao EMF. Foi constatado a partir de ensaios de DRX, MEV E MO a presença de alguns precipitados, os mapas de microdureza comprovaram que a fundição é homogênea e a caracterização termomecânica indicaram que com o aumento do teor de cobre nas ligas aumentaram as temperaturas de transformações como também houve a diminuição da histerese. Finalmente as ligas obtiveram transformações de fase em apenas um estágio B2-B19’, isto faz com que essas ligas tenham alto potencial para aplicação na fabricação de arruelas onduladas.CAPESThe development of smart materials has grown intensely, in which the various researches and advances that have allowed the employ of materials in the form of actuators, called as EMF actuators. The LMFs are special metallic materials capable of recovering high-intensity pseudoplastic deformations, by considering of a simple heating process. The main goal of this work is to study aspects involved in the preparation, fabrication and characterization a set of alloys (Ti50Ni50-XCux), with variation of copper contents, to verify its influence on microstructure and thermoelastic properties, in the application of a wavy spring washers to generate charge (increased preload) applied to bearings, ensuring longer life. The Ti50Ni50- XCux alloys were prepared by considering five different addition of copper: 5, 10, 15, 20 and 25 at.%. Two types of washer were chosen, one in sheet metal and the other in wire and with commercial dimensions. For their manufacture, precision casting processes were chosen: Plasma Skull Push-Pull (PSPP), and to cast the alloys and induction casting with centrifugal injection (FIC) to cast the washers, using resin molds made in 3D printing, which proved to be quite effective. Characterization tests were performed to determine the thermal and mechanical properties of the alloys. The results obtained were that the 5 alloys can be manufactured by the plasma casting process, and their washers also showed good results for working at temperatures above ambient in a preload system due to EMF. In the results of XRD, SEM and MO, the presence of some precipitates were observed, the microhardness maps revealed that the casting is homogeneous and the thermomechanical characterization indicated that with the increase of the copper content in the alloys, the transformation temperatures increased and the hysteresis decreased. Finally, the alloys obtained phase transformations in only one B2-B19' stage, something that makes these alloys have high potential for application in the manufacture of wavy spring washers.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessEngenharia mecânicaLiga com memória de formaLiga Ti50Ni50-XCuxArruelasPré-cargaFundição de precisãoImpressão 3DDesenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de formainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Fillipe Stephany de Souza Virgolino.pdfTESE Fillipe Stephany de Souza Virgolino.pdfapplication/pdf6358184https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/1/TESE%20Fillipe%20Stephany%20de%20Souza%20Virgolino.pdf2684a465d2589914bfefe45ff9a73c35MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/3/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD53TEXTTESE Fillipe Stephany de Souza Virgolino.pdf.txtTESE Fillipe Stephany de Souza Virgolino.pdf.txtExtracted texttext/plain179083https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/4/TESE%20Fillipe%20Stephany%20de%20Souza%20Virgolino.pdf.txt5cafa758d0f69077bfdabc4758983ca5MD54THUMBNAILTESE Fillipe Stephany de Souza Virgolino.pdf.jpgTESE Fillipe Stephany de Souza Virgolino.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1179https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/5/TESE%20Fillipe%20Stephany%20de%20Souza%20Virgolino.pdf.jpg8d2dcc7cf526bd4e00f9877060f95287MD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52123456789/464412022-09-16 03:00:21.45oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-09-16T06:00:21Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
title |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
spellingShingle |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza Engenharia mecânica Liga com memória de forma Liga Ti50Ni50-XCux Arruelas Pré-carga Fundição de precisão Impressão 3D |
title_short |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
title_full |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
title_fullStr |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
title_full_unstemmed |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
title_sort |
Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma |
author |
VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza |
author_facet |
VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza |
author_role |
author |
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6622866489872495 |
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2200553486822519 http://lattes.cnpq.br/3543701977842617 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
SANTOS, Tiago Felipe de Abreu GONZALEZ, Cezar Henrique |
contributor_str_mv |
SANTOS, Tiago Felipe de Abreu GONZALEZ, Cezar Henrique |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Engenharia mecânica Liga com memória de forma Liga Ti50Ni50-XCux Arruelas Pré-carga Fundição de precisão Impressão 3D |
topic |
Engenharia mecânica Liga com memória de forma Liga Ti50Ni50-XCux Arruelas Pré-carga Fundição de precisão Impressão 3D |
description |
O desenvolvimento de materiais inteligentes tem crescido intensamente, no qual as várias pesquisas e avanços que permitiram o emprego de matérias na forma de atuadores, conhecidos como atuadores com efeito memória de forma (EMF). As Ligas com efeito memória de forma constituírem materiais metálicos especiais capazes de recuperar deformações pseudoplásticas de elevada intensidade, por intermédio de um simples aquecimento. O objetivo principal deste trabalho é estudar aspectos envolvidos na preparação, fabricação e caracterização de ligas (Ti50Ni50-XCux), com variação dos teores de cobre, para verificar a influência deste na microestrutura e propriedades termoelásticas, na aplicação de uma arruela ondulada para geração de força (aumento de pré-carga) aplicada em rolamentos, garantindo maior vida útil do mesmo. As ligas Ti50Ni50- XCux foram preparadas considerando cinco diferentes adições de cobre: 5,10, 15, 20 e 25 at.%. Foram escolhidos 2 tipos de arruela uma de chapa e outra de fio e com dimensões comerciais. Para a fabricação das mesmas optou-se pelos processos de fundição de precisão: Plasma Skull Push-Pull (PSPP), e para fundir as ligas e fusão por indução com injeção por centrifugação (FIC) para fundir as arruelas, utilizando moldes de resina feitos em impressão 3D, os quais se mostraram bastante eficazes. Foram realizados ensaios de caracterização para determinar as propriedades térmicas e mecânicas das ligas. Os principais resultados obtidos foram que as 5 ligas podem ser fabricadas pelo processo de fundição a plasma, e as arruelas das mesmas também apresentaram bons resultados para se trabalhar em temperaturas acima da ambiente em um sistema de pré-carga devido ao EMF. Foi constatado a partir de ensaios de DRX, MEV E MO a presença de alguns precipitados, os mapas de microdureza comprovaram que a fundição é homogênea e a caracterização termomecânica indicaram que com o aumento do teor de cobre nas ligas aumentaram as temperaturas de transformações como também houve a diminuição da histerese. Finalmente as ligas obtiveram transformações de fase em apenas um estágio B2-B19’, isto faz com que essas ligas tenham alto potencial para aplicação na fabricação de arruelas onduladas. |
publishDate |
2022 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2022-09-15T14:42:11Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2022-09-15T14:42:11Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2022-07-07 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza. Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46441 |
identifier_str_mv |
VIRGOLINO, Fillipe Stephany de Souza. Desenvolvimento de atuadores wave spring washers com ligas de memória de forma. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022. |
url |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46441 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
embargoedAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Pernambuco |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFPE |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Pernambuco |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFPE instname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) instacron:UFPE |
instname_str |
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) |
instacron_str |
UFPE |
institution |
UFPE |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFPE |
collection |
Repositório Institucional da UFPE |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/1/TESE%20Fillipe%20Stephany%20de%20Souza%20Virgolino.pdf https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/3/license.txt https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/4/TESE%20Fillipe%20Stephany%20de%20Souza%20Virgolino.pdf.txt https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/5/TESE%20Fillipe%20Stephany%20de%20Souza%20Virgolino.pdf.jpg https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46441/2/license_rdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
2684a465d2589914bfefe45ff9a73c35 6928b9260b07fb2755249a5ca9903395 5cafa758d0f69077bfdabc4758983ca5 8d2dcc7cf526bd4e00f9877060f95287 e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) |
repository.mail.fl_str_mv |
attena@ufpe.br |
_version_ |
1802310897910153216 |