Cristiano Fernandes Lagatta Eleir Mundim Bortoleto Marco Aurélio R. S

Apresentação em tema: "Cristiano Fernandes Lagatta Eleir Mundim Bortoleto Marco Aurélio R. S"— Transcrição da apresentação:

1 CONSTRUÇÃO DE UM MODELO COMPUTACIONAL PARA SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS EM CILINDROS
Cristiano Fernandes Lagatta Eleir Mundim Bortoleto Marco Aurélio R. S. Mendes Roberto Martins de Souza

2 SUMÁRIO 01 Geração de tensões residuais Objetivos do projeto
Tratamento térmico Modelo matemático Resultados Conclusões Próximos passos

3 GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS
02 GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS 1. Gradiente de temperatura: Casca e núcleo se expandem em momentos diferentes, devido ao gradiente térmico

4 GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS
03 GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS 2. Mudança de Fase: Mudança das propriedades. Austenita para Martensita. Não ocorre em todo o cilindro. Austenita Martensita

5 GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS
04 GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS Estrutura CFC (Austenita) Estruturas cristalinas Diferentes tamanhos e propriedades Estrutura CCC (Martensita é TCC)

6 OBJETIVOS DO PROJETO Construir modelo computacional Elementos finitos
05 OBJETIVOS DO PROJETO Construir modelo computacional Elementos finitos Transformação de fase Tensões residuais

7 TRATAMENTO TÉRMICO 06 TH: “Through Hardening”
O cilindro, a uma temperatura homogênea de 850ºC (1120K), é resfriado em líquido a 20ºC (293K) por 150 segundos. Temperatura na superfície em função do tempo

8 MODELAGEM Método de Elementos Finitos Software ABAQUS Malha radial
07 MODELAGEM Método de Elementos Finitos Software ABAQUS Malha radial Propriedades do aço SAE 4140H

9 1280 elementos Elementos isoparamétricos
08 MODELO MATEMÁTICO Malha: 1280 elementos Elementos isoparamétricos Diâmetro: 45mm Estado Plano de deformações

10 MODELO MATEMÁTICO (SAE 4140H) 09
Equações das propriedades do Aço SAE 4140H em função da temperatura (SAE 4140H)

11 MODELO MATEMÁTICO (SAE 4140H) 10
Propriedades variam com a temperatura. Descontinuidades ocorrem devido à transformação de fase. Módulo de elasticidade leva em conta a fração de cada fase. Para o núcleo, a curva de tensão de escoamento foi extrapolada. As propriedades térmicas não variam com a mudança de fase. (SAE 4140H) Fonte: Gráficos a partir das equações de Camarão et al.

12 MODELO MATEMÁTICO 11 Modelo testado com sucesso.
“Enganando” o software. Modelo testado com sucesso.

13 MODELO MATEMÁTICO 12 Condições de contorno:
Foi imposta como condição de contorno, a curva de resfriamento do processo TH nos nós da superfície. Temperatura na superfície em função do tempo

14 Distribuição da temperatura em função do tempo
13 RESULTADOS Distribuição da temperatura em função do tempo A – Simulação B - Artigo

15 14 RESULTADOS Distribuição das tensões em função do raio no instante final do processo. A – Simulação B - Artigo

16 15 CONCLUSÕES Tanto os cálculos da distribuição térmica quanto das tensões residuais pelo método dos elementos finitos mostrou resultados muito próximos aos apresentados pelo artigo. O modelo pode ser considerado válido.

17 16 PRÓXIMOS PASSOS Aplicar o modelo desenvolvido para analisar influência da geometria dos cilindros no aparecimento de tensões ao final do tratamento térmico.