Modelo MEF para soldagem por atrito
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Data
2017-12-15
Autores
Vieira, Miguel de Omena Lucas [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Solid-state methods include friction welding, which is widely used when good mechanical properties are required at the joint. This is due to the lower thermal input and, consequently, lower thermally affected zone. The heat generated by the friction of the surfaces at high rotation causes the material to lose mechanical resistance and to drain in the radial direction, thus causing forging. However, the bond occurs at a temperature below the melting point, therefore, the thermally affected zone has reduced size and less problems caused by phases that compromise the resistance of the welded joint. Most of the parameters used in this process are obtained empirically, since the determination of parameters by analytical means becomes very complex due to the differential nature of the behaviors of the physical quantities involved. Using the finite element method (MEF) it is possible to obtain an approximate solution of the behavior of the friction welding. Using MEF in a computational environment, in some conditions the models could be simulated, presenting parameters that were later used in the tests and behavior very close to the one seen in theory. Moreover, the use of the parameters obtained by the MEF in the tests made it possible to increase their accuracy
Dentro dos métodos no estado sólido está a soldagem por fricção, muito empregada quando se necessita de boas propriedades mecânicas na junta. Isso é devido ao menor aporte térmico e, consequentemente, menor zona termicamente afetada. O calor gerado pelo atrito das superfícies a alta rotação faz com que o material perca resistência mecânica e escoe no sentido radial, causando assim, junção por forjamento. Porém a união ocorre em temperatura abaixo do ponto de fusão, portanto, a zona termicamente afetada tem tamanho reduzido e menos problemas causados por fases que comprometam a resistência da junta soldada. A maior parte dos parâmetros utilizados neste processo são obtidos de forma empírica, pois a determinação de parâmetros por meio analítico se torna muito complexa devido à natureza diferencial dos comportamentos das grandezas físicas envolvidas. Utilizando o método de elementos finitos (MEF) é possível obter uma solução aproximada do comportamento da soldagem por atrito. Fazendo uso do MEF em ambiente computacional os modelos puderam ser simulados em algumas condições, apresentando parâmetros que, posteriormente, foram utilizados nos ensaios e comportamento muito próximo ao visto em teoria. E o emprego dos parâmetros obtidos pelo MEF nos ensaios possibilitou um aumento da acertividade destes
Dentro dos métodos no estado sólido está a soldagem por fricção, muito empregada quando se necessita de boas propriedades mecânicas na junta. Isso é devido ao menor aporte térmico e, consequentemente, menor zona termicamente afetada. O calor gerado pelo atrito das superfícies a alta rotação faz com que o material perca resistência mecânica e escoe no sentido radial, causando assim, junção por forjamento. Porém a união ocorre em temperatura abaixo do ponto de fusão, portanto, a zona termicamente afetada tem tamanho reduzido e menos problemas causados por fases que comprometam a resistência da junta soldada. A maior parte dos parâmetros utilizados neste processo são obtidos de forma empírica, pois a determinação de parâmetros por meio analítico se torna muito complexa devido à natureza diferencial dos comportamentos das grandezas físicas envolvidas. Utilizando o método de elementos finitos (MEF) é possível obter uma solução aproximada do comportamento da soldagem por atrito. Fazendo uso do MEF em ambiente computacional os modelos puderam ser simulados em algumas condições, apresentando parâmetros que, posteriormente, foram utilizados nos ensaios e comportamento muito próximo ao visto em teoria. E o emprego dos parâmetros obtidos pelo MEF nos ensaios possibilitou um aumento da acertividade destes
Descrição
Palavras-chave
Soldagem, Fricção, Análise de elementos finitos, Welding
Como citar
VIEIRA, Miguel de Omena Lucas. Modelo MEF para soldagem por atrito. 2016. 54 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2016.