Uso do método dos elementos finitos no estudo das tensões de flexão em engrenagens de ferro fundido nodular austemperado

• Autor(a) principal: Bru, Lucas Brasil Wanda
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10348
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::ESTRUTURA DOS METAIS E LIGAS; Método dos elementos finitos; Deformações e tensões; Engrenagens; Ferro fundido; Engenharia mecânica; Finite element method; Strains and stresses; Gearing; Cast-iron; Mechanical engineering

A busca por um material que possa substituir parte da grande gama de aços utilizados na indústria se justifica em diversos fatores: redução de custos, ganho de propriedades mecânicas, inovação industrial. O estudo do comportamento sob solicitação de engrenagens de ferro fundido nodular austemperado (Austempered Ductile Iron -ADI) se encaixa nesse campo. Neste trabalho foi estudada a influência dos de nódulos de grafita no campo de tensões nos campos de tensão de flexão de engrenagens cilíndricas de dentes retos por meio de simulação de elementos finitos, utilizando o programa comercial Abaqus. Dentre os resultados obtidos estão a influência do tamanho, da quantidade, da disposição e da distância entre nódulos de grafita. Estas influências foram estudadas utilizando técnicas de submodelagem em análises 3D e o modelo da engrenagem foi criado utilizando equações específicas encontradas na literatura para melhor acomodar as variações da geometria. Os resultados são apresentados tanto em gráficos que demonstram a variação de tensões no campo de tensões com a inserção dos nódulos quanto em gráficos que mostram a variação de concentração de tensão devido à cada modificação proposta. Entende-se que a grafita tem influência direta no campo de tensões gerado na raiz do dente da engrenagem, porém a concentração de tensão nunca excede 1,6 vezes a tensão existente sem a presença da mesma.