estudo numÉrico da distribuiÇÃo de tensÕes na interface entre regiÕes de cilindros de...
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ESTUDO NUMÉRICO DA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES NA INTERFACE ENTRE
REGIÕES DE CILINDROS DE LAMINAÇÃO BI-MATERIAIS
Aluno ICAlexandre Martins
Orientador:Amilton Sinatora
Colaborador:Roberto Martins de Sousa
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SUMÁRIO
•INTRODUÇÃO
•OBJETIVO
•MATERIAIS E MÉTODOS
•RESULTADOS
•CONCLUSÃO
•TRABALHOS FUTUROS
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objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃOINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃOINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃO
Projeto Villares:
Melhoria de cilindros alto cromo
Gerente de Projeto: Marcio Cuppari
Produto de ferro alto cromo com dureza 75-80 ShC e espessura de camada (Cascão) que atenda novos clientes do mercado chinês e um produto de ferro
com performance 20% superior aos cilindros normalizados
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃOTensão em microestrutura de um ferro fundido multicomponente
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃOMorfologia dos carbonetos obtidos pelo DTA
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃOTensões no espaço:
Plano e direção
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃO
Tensões:Radiais
Tangenciais
Axiais
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃO
Tensões:Radiais : yy
Tangenciais: xx
Axiais: zz
xx
yy
zz
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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INTRODUÇÃO
Interface
Casca
Núcleo
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
Cilindro Bi-material
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ObjetivoObjetivoObjetivoObjetivo
ObjetivoObjetivoObjetivoObjetivo
ObjetivoObjetivo
introdução materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futurosintrodução OBJETIVOOBJETIVO materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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OBJETIVO
• Estudar o efeito da espessura da casca na concentração de tensões na interface.
introdução OBJETIVOOBJETIVO materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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Materiais e MétodosMateriais e MétodosMateriais e MétodosMateriais e Métodos
Materiais e MétodosMateriais e MétodosMateriais e MétodosMateriais e Métodos
Materiais e MétodosMateriais e Métodos
introdução objetivo resultados conclusão trabalhos futurosintrodução objetivo MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
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MateriaisCilindro Bi-Materiais onde:
– Casca:• Propriedades de Aço Ferramenta (H13);
– Núcleo:• Propriedades de Ferro Fundido;
MATERIAIS E MÉTODOSintrodução objetivo MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
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MATERIAIS E MÉTODOS
Propriedades Fisicas Casca Núcleo
Densidade [kg/m3] 7700 7200
Elasticidade [Pa] 2,20E+11 2,05E+11
Tensão de Escoamento 7,52E+08 7,52E+08
Tensão de Plasticidade [Pa] 1.15E+9 1.15E+9
Coef. De Dil. Térmica [m/ºC] 1,20E-05 1,30E-05
Condutividade [W/mºC] 2,20E+01 2,70E+01
Calor Especifico [kg/gºC] 5,90E+02 5,90E+02
introdução objetivo MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
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Simulação pelo Programa ABAQUS V6.5;Dados de entrada:
MATERIAIS E MÉTODOSintrodução objetivo MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
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MATERIAIS E MÉTODOSintrodução objetivo MATERIAIS E MÉTODOSMATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
•Simulação: – Condições Iniciais: Temperatura homogênea à 800ºC– Condições de contorno: Histórico térmico.
•Hipóteses adotadas no modelo:
– Não tem transformação de fase;– Interface sem zona de transição; – Propriedades Mecânicas não variam com o tempo;
•Estudou-se o Estado Plano de deformação.
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RESULTADOSRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOS
RESULTADOSRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOS
RESULTADOSRESULTADOS
introdução objetivo materiais e métodos conclusão trabalhos futurosintrodução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Radial na interface em função do Tempo
-1,20E+08
-8,00E+07
-4,00E+07
0,00E+00
4,00E+07
8,00E+07
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Tempo [s]
Tens
ão [P
a]
0
200
400
600
800
1000
Tem
pera
tura
[ºC
]
100 mm S11toto
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Radial na interface em função do Tempo
-1,20E+08
-8,00E+07
-4,00E+07
0,00E+00
4,00E+07
8,00E+07
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Tempo [s]
Tens
ão [P
a]
0
200
400
600
800
1000
Tem
pera
tura
[ºC
]
30 mm S1140 mm S1150 mm S1160 mm S1170 mm S1180 mm S1190 mm S11100 mm S11toto
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Tangencial em função do Tempo
-3,E+08
-2,E+08
-1,E+08
0,E+00
1,E+08
2,E+08
3,E+08
4,E+08
5,E+08
6,E+08
7,E+08
0 10000 20000 30000 40000
Tempo [s]
Tens
ão T
ange
ncia
l [Pa
]
0
200
400
600
800
1000
Tem
pera
tura
[ºC
]
100 mm S22TOTO
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Tangencial em função do Tempo
-6,E+08
-4,E+08
-2,E+08
0,E+00
2,E+08
4,E+08
6,E+08
8,E+08
1,E+09
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Tempo [s]
Tens
ão T
ange
ncia
l [Pa
]
0
200
400
600
800
1000
Tem
pera
tura
[ºC
]
30 mm S2240 mm S2250 mm S2260 mm S2270 mm S2280 mm S2290 mm S22100 mm S22TOTO
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Axial em função do Tempo
-6,00E+08
-4,00E+08
-2,00E+08
0,00E+00
2,00E+08
4,00E+08
6,00E+08
8,00E+08
1,00E+09
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Tempo [s]
Tens
ão A
xial
[Pa]
0
200
400
600
800
1000
Tem
pera
tura
[ºC
]
100 mm S33TOTO
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Axial em função do Tempo
-8,00E+08
-6,00E+08
-4,00E+08
-2,00E+08
0,00E+00
2,00E+08
4,00E+08
6,00E+08
8,00E+08
1,00E+09
0 10000 20000 30000 40000
Tempo [s]
Tens
ão A
xial
[Pa]
0
200
400
600
800
1000
Tem
pera
tura
[ºC
]
30 mm S3340 mm S3350 mm S3360 mm S3370 mm S3380 mm S3390 mm S33100 mm S33TOTO
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Radial em Função da Espessura da Casca do Cilindro
-2,50E+07
-2,00E+07
-1,50E+07
-1,00E+07
-5,00E+06
0,00E+0030 40 50 60 70 80 90 100
Espessura da Casca [mm]
Tens
ão R
adia
l [Pa
]introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOS
Tensão Tangencial em Função da Espessura da Casca do Cilindro
0,00E+00
5,00E+07
1,00E+08
1,50E+08
2,00E+08
2,50E+08
30 40 50 60 70 80 90 100
Tens
ão T
ange
ncia
l [Pa
]introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
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RESULTADOSintrodução objetivo materiais e métodos RESULTADOSRESULTADOS conclusão trabalhos futuros
Tensão Axial em função da Espessura da Casca do Cilindro
8,20E+08
8,24E+08
8,28E+08
8,32E+08
8,36E+08
8,40E+08
30 40 50 60 70 80 90 100Espessura [mm]
Tens
ão [P
a]
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CONCLUSÃOCONCLUSÃOCONCLUSÃOCONCLUSÃO
CONCLUSÃOCONCLUSÃOCONCLUSÃOCONCLUSÃO
CONCLUSÃOCONCLUSÃO
introdução objetivo materiais e métodos resultados trabalhos futurosintrodução objetivo materiais e métodos resultados CONCLUSÃOCONCLUSÃO trabalhos futuros
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CONCLUSÃO
•Existe uma relação entre as tensões, Radial e Tangencial, e a espessura da casca, sendo que para ambas a relação é proporcional à espessura da casca.
•Para a tensão axial, não houve mudança significativa da tensão com a espessura da casca, entretanto sua intensidade é da ordem de 800 MPa.
introdução objetivo materiais e métodos resultados CONCLUSÃOCONCLUSÃO trabalhos futuros
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TRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROS
TRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROS
TRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROS
introdução objetivo materiais e métodos resultados conclusão .introdução objetivo materiais e métodos resultados conclusão TRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROS
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TRABALHOS FUTUROS
•Casca Fixa, com aumento do diâmetro do Núcleo;
•Coeficiente de intensificação de tensão nos carbonetos;
•Mudança de Fase;
introdução objetivo materiais e métodos resultados conclusão TRABALHOS FUTUROSTRABALHOS FUTUROS