SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS TÉRMICAS EM CILINDROS Eleir Mundim Bortoleto Cristiano Fernandes Lagatta Roberto Martins de Souza
GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS 1. Gradiente de temperatura: Após o aquecimento do cilindro,a superfície se resfria mais rápido que o núcleo,contraindo-se e comprimindo o mesmo.
GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS 2. Mudança de Fase: A uma certa temperatura, o material muda de Austenita para Martensita. Mas isso não ocorre em todo o cilindro. Austenita Martensita
OBJETIVOS DO PROJETO Simular tensões residuais originadas no processo de tratamento térmico de cilindros, bem como estudar a influência da transformação de fase, utilizando o software ABAQUS.
TRATAMENTO TÉRMICO 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
MODELAGEM Método de Elementos Finitos Software ABAQUS Malha radial Propriedades do aço SAE 4140H
MODELO MATEMÁTICO Malha: 360 elementosEstado Plano de tensões Diâmetro: 45mm
MODELO MATEMÁTICO (SAE 4140H) Equações das propriedades do Aço SAE 4140H em função da temperatura
MODELO MATEMÁTICO 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
RESULTADOS Distribuição da temperatura em função do tempo A – Simulação B - Artigo
RESULTADOS Distribuição das tensões em função do raio no instante final do processo. A – Simulação B - Artigo
HIPÓTESES Erro na definição das propriedades. Software não reconhece a mudança de fase para uma dada região, mas sim para o cilindro todo.
CONCLUSÕES O cálculo da distribuição térmica pelo método dos elementos finitos mostrou resultados muito próximos aos apresentados pelo artigo. O cálculo das tensões residuais pelo método dos elementos finitos mostrou resultados diferentes.
PRÓXIMOS PASSOS Rever as propriedades mecânicas do modelo Analisar as regiões onde ocorre mudança de fase e impor ao software essa mudança.