Análise do comportamento em fadiga de rodas ferroviárias fabricadas pelos processos de forjamento e fundição
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Data
2013-11-08
Autores
Pesci, Pedro Guilherme Silva [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Since the beginning of the railway industry until today, rail wheels are important components to the good working of a railway. For being a critical security item, design and maintenance are done with extremely care to avoid failures. Despite de fact of railway components be projected to support a big number of cyclic solicitation during its life, some accidents still occur. These accidents, despite the low frequency, always have great consequences, drawing in great financial, material, and people losses. Nowadays, railway component failure is relatively low, because it’s been projected to work below the materials Fatigue Resistance Limit, however, with the growing demand of faster trains and higher load for each axle, the occurrence probability is even bigger. This work includes a comparative study of two fabrication processes (casting and forging) applied in the production of rail wheels where it was measured the mechanical properties of traction and fatigue. The study also verified through microstructural analysis, hardness, traction and fatigue tests, statistical analysis of fatigue test results and fractographic analysis that forging process lead to better correlations between fatigue life and mechanical properties, providing more security in railroads, less wagon retention caused by corrective maintenance and smaller operational cost with its use
Desde o nascimento da indústria ferroviária até os dias de hoje as rodas são componentes importantes para o bom funcionamento da ferrovia. Por ser um elemento crítico de segurança, o design e a manutenção são feitos com extremo cuidado para se evitar falhas. Apesar dos componentes ferroviários serem projetados para suportar um grande número de solicitações cíclicas durante a sua vida, alguns acidentes tem ocorrido. Esses acidentes, apesar de não tão freqüentes, tem sempre conseqüências de grandes dimensões, envolvendo grandes prejuízos, perda de carga e de vidas. Atualmente as falhas nos componentes ferroviários são relativamente baixas, pois eles são projetados para trabalharem abaixo do Limite de Resistência à Fadiga dos materiais empregados, porém, com o aumento da demanda por trens mais velozes e com a necessidade de aumento da carga por eixo, a probabilidade de ocorrências de tais falhas é cada vez maior. O trabalho inclui um estudo comparativo de dois processos de fabricação (fundição e forjamento) aplicados na fabricação de rodas ferroviárias onde foram avaliadas as propriedades mecânicas de tração e fadiga. O estudo verificou através de análise de microestrutura, ensaios de dureza, tração e fadiga, análise estatística dos resultados em fadiga e análise fractográfica que a fabricação por forjamento leva à obtenção de melhores correlações entre vida em fadiga e propriedades mecânicas, propiciando maior segurança no transporte ferroviário, menor retenção de vagões para manutenção corretiva e menor custo operacional com a sua utilização
Desde o nascimento da indústria ferroviária até os dias de hoje as rodas são componentes importantes para o bom funcionamento da ferrovia. Por ser um elemento crítico de segurança, o design e a manutenção são feitos com extremo cuidado para se evitar falhas. Apesar dos componentes ferroviários serem projetados para suportar um grande número de solicitações cíclicas durante a sua vida, alguns acidentes tem ocorrido. Esses acidentes, apesar de não tão freqüentes, tem sempre conseqüências de grandes dimensões, envolvendo grandes prejuízos, perda de carga e de vidas. Atualmente as falhas nos componentes ferroviários são relativamente baixas, pois eles são projetados para trabalharem abaixo do Limite de Resistência à Fadiga dos materiais empregados, porém, com o aumento da demanda por trens mais velozes e com a necessidade de aumento da carga por eixo, a probabilidade de ocorrências de tais falhas é cada vez maior. O trabalho inclui um estudo comparativo de dois processos de fabricação (fundição e forjamento) aplicados na fabricação de rodas ferroviárias onde foram avaliadas as propriedades mecânicas de tração e fadiga. O estudo verificou através de análise de microestrutura, ensaios de dureza, tração e fadiga, análise estatística dos resultados em fadiga e análise fractográfica que a fabricação por forjamento leva à obtenção de melhores correlações entre vida em fadiga e propriedades mecânicas, propiciando maior segurança no transporte ferroviário, menor retenção de vagões para manutenção corretiva e menor custo operacional com a sua utilização
Descrição
Palavras-chave
Materiais - Fadiga, Mecanica da fratura, Forjamento, Fundição, Founding
Como citar
PESCI, Pedro Guilherme Silva. Análise do comportamento em fadiga de rodas ferroviárias fabricadas pelos processos de forjamento e fundição. 2013. 71 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2013.