Análise do comportamento do desgaste em um sistema pino-disco através de ensaios experimentais combinada com avaliação de pressão de contato por meio de simulação numérica

• Autor(a) principal: Trevisan, Daniel Carlo Nadalin
• Data de Publicação: 2013
• 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/1/10310
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS; Desgaste mecânico; Método dos elementos finitos; Métodos de simulação; Mechanical wear; Finite element method; Simulation methods

A vida de um componente mecânico, principalmente daquele submetido a cargas dinâmicas é quase sempre determinada pelas condições de carregamento à que está sujeito. Tensões alternadas de fadiga, assim como tensões de contato, precisam receber atenção especial durante o projeto de um equipamento. Algumas vezes, essa postura não é observada pelos projetistas seja pela falta de conhecimento aprofundado de certos critérios de falha (Von Mises ou Tresca), ou mesmo pelo tempo que uma análise mais completa possa exigir. Então, acaba-se adotando o superdimensionamento de componentes como estratégia de projeto. O problema dessa conduta é a possibilidade de encarecer o projeto ou até mesmo aumentar a complexidade de fabricação. A partir da observação da dificuldade para considerar o critério de desgaste no âmbito de um projeto, somado ao fato de que todo componente mecânico em contato deslizante está suscetível a esse fenômeno, vislumbrou-se a oportunidade de trabalhar com a teoria do desgaste associada a ferramentas de análise já existentes. A proposta do presente trabalho inclui aplicar o volume de desgaste medido para cálculo do campo de tensões instantâneo a que o corpo de prova está submetido. Para atingir tal objetivo, foi utilizada a combinação de duas ferramentas: análise experimental e método de elementos finitos (MEF). A integração entre essas duas ferramentas foi feita adotando o modelo de desgaste proposto por Archard. Modelo em que o volume de desgaste está associado à distância percorrida durante o ensaio e à pressão no contato entre os componentes. Já o MEF atuou fornecendo os campos de pressão para possibilitar o cálculo do coeficiente de desgaste que varia com o transcorrer do ensaio. A análise se restringiu ao contato esfera (alumínio) contra disco (aço liga AISI D2 temperado e revenido). Os resultados obtidos foram satisfatórios e mostram que a metodologia empregada é viável, pois, a partir do uso do modelo de Archard, consegue-se descrever bem a variação do coeficiente desgaste ao longo do ensaio.