SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS TÉRMICAS EM CILINDROS Eleir Mundim Bortoleto Cristiano...
Transcript of SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS TÉRMICAS EM CILINDROS Eleir Mundim Bortoleto Cristiano...
SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS
TÉRMICAS EM CILINDROS
SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS
TÉRMICAS EM CILINDROS
Eleir Mundim Bortoleto
Cristiano Fernandes Lagatta
Roberto Martins de Souza
GERAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAISGERAÇÃO 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 RESIDUAISGERAÇÃO 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.
AustenitaMartensita
OBJETIVOS DO PROJETOOBJETIVOS 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 TÉRMICOTRATAMENTO 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
MODELAGEMMODELAGEM
• Método de Elementos Finitos
• Software ABAQUS
• Malha radial
• Propriedades do aço SAE 4140H
MODELO MATEMÁTICOMODELO MATEMÁTICOMalha:
360 elementos Estado Plano de tensões
Diâmetro: 45mm
MODELO MATEMÁTICO MODELO MATEMÁTICO
(SAE 4140H)(SAE 4140H)
Equações das propriedades do Aço SAE 4140H em função da temperatura
MODELO MATEMÁTICOMODELO 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
RESULTADOSRESULTADOSDistribuição da temperatura em função do tempo
A – Simulação B - Artigo
RESULTADOSRESULTADOSDistribuição das tensões em função do raio no
instante final do processo.
A – Simulação B - Artigo
HIPÓTESESHIPÓTESES
• Erro na definição das propriedades.
• Software não reconhece a mudança de fase para uma dada região, mas sim para o cilindro todo.
CONCLUSÕESCONCLUSÕES
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 PASSOSPRÓXIMOS PASSOS
• Rever as propriedades mecânicas do modelo
• Analisar as regiões onde ocorre mudança de fase e impor ao software essa mudança.