ESTUDO NUMÉRICO DA DISTRIBUIÇÃO
DE TENSÕES NA INTERFACE ENTRE
REGIÕES DE CILINDROS DE
LAMINAÇÃO BI-MATERIAIS
Aluno IC
Alexandre Martins
Orientador:
Amilton Sinatora
Colaborador:
Roberto Martins de Sousa
SUMÁRIO
•INTRODUÇÃO
•OBJETIVO
•MATERIAIS E MÉTODOS
•RESULTADOS
•CONCLUSÃO
•TRABALHOS FUTUROS
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
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
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
Tensão em microestrutura de um ferro fundido multicomponente
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
Morfologia dos carbonetos obtidos pelo DTA
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
Tensões no espaço:
Plano e direção
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
Tensões:
Radiais
Tangenciais
Axiais
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
Tensões:
Radiais : yy
Tangenciais: xx
Axiais: zz
INTRODUÇÃO objetivo materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
INTRODUÇÃO
Cilindro Bi-material
Casca
Interface
Núcleo
introdução OBJETIVO materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
Objetivo
Objetivo
Objetivo
Objetivo
Objetivo
introdução OBJETIVO materiais e métodos resultados conclusão trabalhos futuros
OBJETIVO
• Estudar o efeito da espessura da casca na
concentração de tensões na interface.
introdução objetivo MATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
Materiais e Métodos
Materiais e Métodos
Materiais e Métodos
Materiais e Métodos
Materiais e Métodos
introdução objetivo MATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
Cilindro Bi-Materiais onde:
– Casca:
• Propriedades de Aço Ferramenta (H13);
– Núcleo:
• Propriedades de Ferro Fundido;
introdução objetivo MATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
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 MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
MATERIAIS E MÉTODOS
Simulação pelo Programa ABAQUS V6.5;
Dados de entrada:
introdução objetivo MATERIAIS E MÉTODOS resultados conclusão trabalhos futuros
MATERIAIS E MÉTODOS
•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.
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
RESULTADOS
RESULTADOS
RESULTADOS
RESULTADOS
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
8,00E+07
1000
4,00E+07
800
0,00E+00
600
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
-4,00E+07
400
-8,00E+07
200
-1,20E+08
0
Tempo [s]
Temperatura [ºC]
Tensão [Pa]
Tensão Radial na interface em função do Tempo
100 mm S11
toto
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Radial na interface em função do Tempo
8,00E+07
1000
4,00E+07
800
0,00E+00
600
0
5000
10000
15000
20000
25000
-4,00E+07
30000
35000
40000
400
Temperatura [ºC]
Tensão [Pa]
30 mm S11
40 mm S11
50 mm S11
60 mm S11
70 mm S11
80 mm S11
90 mm S11
100 mm S11
toto
-8,00E+07
200
-1,20E+08
0
T empo [s]
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Tangencial em função do Tempo
7,E+08
1000
6,E+08
800
4,E+08
3,E+08
600
2,E+08
1,E+08
400
0,E+00
0
10000
20000
-1,E+08
30000
40000
200
-2,E+08
-3,E+08
0
T empo [s]
Temperatura [ºC]
Tensão Tangencial [Pa]
5,E+08
100 mm S22
TOTO
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Tangencial em função do Tempo
1,E+09
1000
8,E+08
30 mm S22
4,E+08
600
2,E+08
400
0,E+00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Temperatura [ºC]
Tensão Tangencial [Pa]
800
6,E+08
40 mm S22
50 mm S22
60 mm S22
70 mm S22
80 mm S22
90 mm S22
100 mm S22
TOTO
-2,E+08
200
-4,E+08
-6,E+08
0
T empo [s]
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Axial em função do Tempo
1,00E+09
1000
8,00E+08
800
4,00E+08
600
2,00E+08
400
0,00E+00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
-2,00E+08
200
-4,00E+08
-6,00E+08
0
T empo [s]
Temperatura [ºC]
Tensão Axial [Pa]
6,00E+08
100 mm S33
TOTO
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Axial em função do Tempo
1,00E+09
1000
8,00E+08
800
30 mm S33
4,00E+08
600
2,00E+08
0,00E+00
0
10000
20000
30000
40000400
-2,00E+08
Temperatura [ºC]
Tensão Axial [Pa]
6,00E+08
40 mm S33
50 mm S33
60 mm S33
70 mm S33
80 mm S33
90 mm S33
100 mm S33
TOTO
-4,00E+08
200
-6,00E+08
-8,00E+08
0
Te m po [s ]
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Radial em Função da Espessura da Casca do
Cilindro
0,00E+00
30
40
50
60
70
Tensão Radial [Pa]
-5,00E+06
-1,00E+07
-1,50E+07
-2,00E+07
-2,50E+07
Espe ssura da Casca [mm]
80
90
100
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
Tensão Tangencial em Função da Espessura da Casca do
Cilindro
2,50E+08
Tensão Tangencial [Pa]
2,00E+08
1,50E+08
1,00E+08
5,00E+07
0,00E+00
30
40
50
60
70
80
90
100
introdução objetivo materiais e métodos RESULTADOS conclusão trabalhos futuros
RESULTADOS
T ensão Axial em função da Espessura da Casca do
Cilindro
8,40E+08
Tensão [Pa]
8,36E+08
8,32E+08
8,28E+08
8,24E+08
8,20E+08
30
40
50
60
70
Espe ssura [mm]
80
90
100
introdução objetivo materiais e métodos resultados CONCLUSÃO trabalhos futuros
CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
introdução objetivo materiais e métodos resultados CONCLUSÃO trabalhos futuros
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 conclusão TRABALHOS FUTUROS.
TRABALHOS FUTUR
TRABALHOS FUTURO
TRABALHOS FUTUROS
TRABALHOS FUTUROS
TRABALHOS FUTUROS
introdução objetivo materiais e métodos resultados conclusão TRABALHOS FUTUROS
TRABALHOS FUTUROS
•Casca Fixa, com aumento do diâmetro do Núcleo;
•Coeficiente de intensificação de tensão nos carbonetos;
•Mudança de Fase;