Análise de fadiga de molas planas para suspensões de veículos comerciais.

• Autor(a) principal: Carvalho, Daniel Maretti de
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-10112023-113444/
• topic: Commercial vehicles; Fadiga dos materiais; Material fatigue; Mechanical suspension; Suspensão mecânica; Veículos comerciais

Mais da metade das falhas observadas em molas durante ensaios ou em serviço ocorre por fadiga. Algumas vezes a trinca por fadiga se inicia em defeitos ou microtrincas pré-existentes, regiões com corrosão ou danificadas mecanicamente, porém na maioria dos casos nenhum destes problemas é identificado como o causador da falha. O objetivo deste trabalho é propor um método para análise de vida à fadiga de molas planas que possa ser usado, por exemplo, nas fases iniciais de um projeto, quando os conceitos, por estarem ainda incompletos, não justificam os elevados custos envolvidos nos ensaios de durabilidade reais. A dissertação reúne elementos considerados essenciais para a resolução do problema, dentre eles o estudo das características gerais das molas planas, o levantamento das propriedades mecânicas do material envolvido no estudo e o emprego do método de elementos finitos para a determinação das regiões críticas da mola e seus níveis de tensão. O texto ainda apresenta e discute o método SN, incluindo estimativas de curvas de Wöhler, coeficientes modificadores do limite de fadiga, efeitos da tensão média, regra linear de Palmgren-Miner para estudo do acúmulo de dano e contagem de ciclos \"rainflow\" para análise de carregamentos aleatórios. O trabalho expõe também ensaios experimentais da suspensão dianteira de um veículo comercial, a partir dos quais é proposta uma metodologia para definição do carregamento a ser aplicado no modelo da mola plana em estudo. A análise comparativa entre as curvas SN estimadas e a curva SN da mola evidencia o efeito benéfico da tensão residual proveniente do jateamento por granalha, cuja magnitude foi levantada por difração de raios-x. As previsões de vida da mola calculadas pelos métodos proposto e experimental são comparadas, indicando a aplicabilidade do procedimento.