Este trabalho apresenta um estudo sobre a distribuição de tensões em rodas ferroviárias, a fim de detectar a fonte primária dos defeitos superficiais e subsuperficiais que ocorrem neste componente. O desenvolvimento do trabalho foi baseado na utilização de uma ferramenta computacional constituída pelo Programa de Elementos Finitos ABAQUS, o qual permitiu o modelamento do contato roda-trilho. Paralelamente à simulação foram realizados ensaios experimentais em modelos simplificados construídos em uma resina sintética contendo extensômetros elétricos resistivos em seu interior, a fim de aferir o modelamento. As propriedades reais do material sintético já haviam sido determinadas em um trabalho anterior, e puderam, então, ser utilizadas diretamente na simulação computacional. As deformações calculadas pela análise computacional foram comparadas com as deformações medidas nos ensaios experimentais. A partir da existência da correlação entre estes resultados, as deformações e tensões calculadas para o conjunto roda-trilho, em aço, puderam ser avaliados e discutidos. / The Aim of this work is the study of the stress distribution in railway wheels in order to detect the primary source of surface and subsurface damage that occur in the wheel. The development of the study has been based in the evaluation o f the wheel/rail contact stresses by Finite Element Method using the program ABAQUS/Aqua. Besides, synthetic material specimens has been constructed with inner strain gages so that the strain concentration could be compared with computational analysis results. Since the correlation between both approaches has been determined, the stresses and strains calculations for wheel/rail contact model could be assessed and discussed. Finally, these results was related with the failure mechanisms models considered in the case ofthe wheel/rail contact.

Na construção de cascos resistentes de submarinos são utilizados, frequentemente, os processos de conformação a frio e de soldagem. Estes processos produzem na estrutura deformações plásticas permanentes originando tensões residuais. A presença das tensões residuais é equivalente a introduzir uma pré-carga inicial na estrutura, o que acelera o processo de plastificação, reduzindo à capacidade de resistência da estrutura à pressão hidrostática. Para quantificar esta redução foi realizado, inicialmente, um estudo considerando a presença das tensões residuais devido à conformação a frio das chapas do casco e do flange das cavernas, para submarinos com 6, 8 e 10 m de diâmetro, em aço HY100. Para isso, um modelo não-linear foi produzido considerando não-linearidades geométricas e de material. Complementarmente, também foi estudada a influência de perfis de tensões residuais definidos a partir de resultados experimentais na redução da pressão de colapso do casco resistente do submarino espanhol S-80. Estes perfis consideram a presença simultânea de tensões residuais de conformação e de soldagem. Em todos os modelos estudados, as tensões residuais foram introduzidas no modelo numérico utilizando o comando INISTATE disponível no software comercial Ansys. Este comando é frequentemente utilizado na literatura em modelos numéricos envolvendo tensões residuais e foi validado utilizando três modelos de referência disponíveis na literatura. Ao final, pôde-se verificar que a presença das tensões residuais acelera a plastificação do casco resistente e reduz a pressão de colapso em até 5%, sendo a tensão residual de conformação a que mais contribuí nesta redução. De qualquer forma, pôde-se concluir que a influência das tensões residuais é pequena quando comparada com a pressão de colapso obtida para cada casco resistente analisado. / During the manufacturing of submarine pressure hull are often applied processes like cold forming and welding. Those processes lead to permanent plastic deformations which are associated with residual stresses. The presence of residual stresses is equivalent to the introduction of an initial pre-load in the structure, which accelerates the plastification process, decreasing hull pressure resistance. To quantify this reduction, a case study that considers residual stresses due to cold forming on hull and flange plates has been performed. The study encompasses hull diameters of 6, 8 and 10 m, made of HY100 steel. A nonlinear model has been done, considering material and geometric non-linearity. Complementarily, the influence of experimental residual stresses profiles on the reduction of collapse pressure of the Spanish S-80 submarine has been studied. These profiles consider the simultaneous presence of residual stresses due to cold forming and welding. In all studied models, the residual stresses have been introduced in the numerical models through INISTATE Ansys software command. This command has been validated using three reference models available in open source literature. In the end, it has been possible to verify that the presence of residual stresses increase the hull plastification and reduces the collapse pressure up to 5%, being the cold forming induced stress which most contributes to this reduction. Finally, it could be concluded, in the end of the study, that the influence of the residual stresses is small when compared with the collapse pressure obtained for the analyzed pressure hulls.

Este trabalho estuda o processo de trefilação combinada do aço SAE 1045, que consiste nas etapas de pré-endireitamento com múltiplos rolos, jateamento, trefilação, corte e endireitamento por rolos, tendo como produto final barras acabadas trefiladas. Este produto final é empregado na fabricação de hastes de amortecedores para indústria automotiva. O Objetivo do estudo é de entender como são geradas e como se comportam as principais heterogeneidades mecânicas do material processado e a influência dos parâmetros do processo e das características do material na formação e modificação dessas heterogeneidades, buscando como resultado parâmetros otimizados para o processo. Foram variados no processo três parâmetros e avaliadas a interação existente entre eles. Os parâmetros modificados foram ângulo da ferramenta de trefilação (fieira), o ângulo de endireitamento e polimento por rolos cruzados (PERC) e a colocação de revestimento de carbo-nitreto de titânio (TiCN) no núcleo da ferramenta de trefilação (fieira). Foi realizada caracterização do aço, como microestrutura, composição química e microdureza. As tensões residuais superficiais das amostras foram caracterizadas utilizando o método de difração de raios-X. Após avaliação das tensões residuais superficiais, foi analisada a variação das tensões com a profundidade através do método do furo cego (hole-drilling), A classificação das inclusões foi de acordo com o método microscópico A (“piores campos”) da norma ASTM E45-97, feita através da maior severidade encontrada analisando o material aleatoriamente através de varredura com microscópio em sua superfície. Os resultados obtidos permitiram conhecer a combinação de ângulo de fieira e de endireitamento por rolos cruzados (PERC) mais favoráveis para gerar níveis baixos de tensões residuais. Além do ângulo, foi possível verificar que a geometria das zonas da ferramenta de trefilação (fieira) influência os níveis de tensões residuais após a trefilação. O núcleo da fieira com revestimento em todos os ensaios realizados apresentou menores níveis de tensões residuais, mostrando ser uma condição importante para a otimização do processo principalmente para a redução das tensões trativas após a trefilação. / This paper studies the process of cold drawing combined SAE 1045 steel, which consists of the steps with multiple pre-straightening rolls, sandblasting, drawing, cutting and straightening by rollers, with the final product finished extruded bars. This final product is used in the manufacture of rods of shock absorbers for the automotive industry. The objective of the study is to understand how they are generated and how they behave the main mechanical heterogeneities of the processed material and the influence of process parameters and material characteristics of the formation and modification of these heterogeneities, seeking as a result the optimized parameters for the process. We varied three parameters in the process and evaluated the interaction between them. The parameters were modified angle of wire drawing tool (spinneret), the angle of straightening and polishing rolls (PERC) and the placement of coating titanium carbo-nitride (TiCN) in the core of the wire drawing tool (spinneret). We performed characterization of steel, such as microstructure, chemical composition and microhardness. The surface residual stresses of the samples were characterized using the method of X-ray diffraction. After evaluation of surface residual stresses, we analyzed the variation of stress with depth by the method of blind hole (hole-drilling), Classification of inclusions was according to the microscopic method ("worst fields") of ASTM E45 -97, made more severe by analyzing the material found randomly through scanning with microscope on its surface. The results obtained allow us to know the combination of angle stringer and straightening by rollers (PERC) more favorable to generate low levels of residual stresses. In addition to the angle, we found that the geometry of the areas of wire drawing tool (spinneret) influence the levels of residual stress after wire drawing. The core of the spinneret clad in all tests had lower levels of residual stress, proving to be an important condition for the optimization of the process mainly to the reduction of tensile stress after wire drawing.

Este trabalho foi estruturado visando apresentar os efeitos causados pelo shot peening (jateamento por esferas) em componentes mecânicos. Este processo introduz tensões residuais compressivas na superfície do material, o que retarda a nucleação de trincas de fadiga, promovendo aumento na vida em fadiga. O material utilizado foi o aço SAE 1060, laminado, com um perfil de 15 por 5mm. Para o jateamento foram selecionados dois tamanhos de esferas de aço: S110 e S280. Para cada tamanho foram realizadas três condições de cobertura superficial no material: 80%, 100% e 500%. Foram realizados metalografia, ensaio de tração, análise de tensões residuais, curvas de fadiga, rugosidade, perfil de microdureza e efetuadas análises da fratura e da superfície do material com e sem jateamento. Os resultados apontaram uma melhoria significativa no desempenho em fadiga com a esfera S110 na condição de 100% de cobertura associado às tensões residuais compressivas obtidas. / This work study the effects of shot peening on mechanical components. This process introduces compressive residual stresses in the surface of the material, and cause delays the nucleation of cracks of fatigue, promoting increase in the life fatigue. The material used was SAE 1060 steel, cold rolled, with section of 15x5mm. For the shot peening two sizes of steel spheres had been selected: S110 and S280. For each size three conditions of superficial covering in the material had been carried through: 80%, 100% and 500%. Had been realized analysis of metallography, tensile test, analysis of residual stresses, fatigue test, analysis of roughness, hardness test, surface analysis in the material with and without shot peening. The results indicated a significant improvement in the fatigue performance with the S110 sphere in the 100% of covering condition associated with the compressive residual stresses.

NUNES, C. S. Aços Maraging classe 350 e 250 como metal de solda nas juntas dissimilares usadas na indústria do petróleo. 2015. 136 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-08-08T12:47:08Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_csnunes.pdf: 9577381 bytes, checksum: 191472bf6214cf0f9c76578ce702a88f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-10T17:33:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_csnunes.pdf: 9577381 bytes, checksum: 191472bf6214cf0f9c76578ce702a88f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T17:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_csnunes.pdf: 9577381 bytes, checksum: 191472bf6214cf0f9c76578ce702a88f (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / The welding of dissimilar joints is very common in systems used in oil exploration and production in deep waters. Commonly involves welding low carbon steel pipes with other pipes, valves, pumps, all made of alloy steel. It has been used in these welding Inconel electrodes, however, is made a buttering process with carbon steel electrode in low alloy steel side. An alternative technique to reduce the residual stresses and thereby eliminate the post-welding heat treatment is the use of a welding filler metal that during the cooling process undergo a martensitic transformation to a relatively low temperature, so that the resulting deformation processing offset the contraction that occurs as a result of the cooling process. The aim of this study was to evaluate the application of Maraging steels 250 and 350 in typical dissimilates joints of the oil industry. The tests were performed on joints of ASTM steels A516 grade 70, ASTM A36, AISI 4130 and AISI 8630M welded with and without buttering with steel filler materials maraging 250 and 350, nickel alloy Inconel 625 (AWS ERNiCrMo-3) and low carbon steel (AWS ER80S-D2 electrode) without heat treatment after welding (PWHT). For the joints were evaluated residual stress profiles, hardness, microstructure, tensile strength and impact energy absorbed. The welded joint with maraging 250 showed higher intensity of compressive residual stresses compared to the joint buttery with low carbon steel electrode (ER80S-D2 AWS). The use of maraging 350 as buttering material positively influenced the base metal interface (AISI 8630M) / welding metal when compared to similar configuration, buttery with the electrode ER80S-D2 AWS (carbon steel), with lower levels of residual stresses. It was not noticed the effect of the joint with the deposit of 0.6 mm buttering maraging 350 on the residual stresses. In the the joints 250 and 350 maraging, the bonding zone, ZL, between the base metal and the weld metal, presented a composition gradient creating regions with different mechanical properties called partially dilute zone (ZPD). The higher the impact toughness of the dissimilar joint studied was in the interface region between the base metal and weld metal of the welded joint of 250 maraging presenting 46,1J compared to 21,6J the joint interface buttering maraging 350 steel. The result microhardness showed that the results were superior to the standards recommended by NACE MR0175 DNV RO and B401, however the materials were provided without PWHT. The sample with buttery maraging 350 presented microhardness values consistent with the expected value for the material. Tensile tests performed on specimens taken from the joints with maraging 250 and 350 met the acceptance criteria described by the ASME IV. The SEM of the fractured surface at the Charpy impact test images revelarm cleavage indications at the interface between the base metal and the weld metal in the welded joint of 350 maraging. / A soldagem de uniões dissimilares é muito comum em sistemas usados na exploração e produção de petróleo em águas profundas. Comumente, envolve soldagem de tubos de aço baixo carbono com outros tubos, válvulas e bombas feitos de aços ligados. Têm sido usado nestas soldagens eletrodos de Inconel, no entanto, é feito um processo de amanteigamento com eletrodo de aço carbono no lado do aço baixa liga. Uma técnica alternativa para reduzir as tensões residuais e consequentemente eliminar o tratamento térmico pós-soldagem é a utilização de um material de adição de solda que durante o processo de resfriamento passe por uma transformação martensítica numa temperatura relativamente baixa, de modo que a deformação resultante da transformação compense a contração que ocorre como resultado do processo de resfriamento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação de aços Maraging 250 e 350 na soldagem de juntas dissimilates típicas da indústria do petróleo. Os ensaios foram realizados em juntas dos aços ASTM A516 Grau 70, ASTM A36, AISI 4130 e AISI 8630M soldadas com e sem amanteigamento com os materiais de adição de aço Maraging 250 e 350, liga de níquel de Inconel 625 (AWS ERNiCrMo-3) e aço baixo carbono (eletrodo AWS ER80S-D2) sem tratamento térmico de pós-soldagem (TTPS). Para as juntas foram avaliados os perfis de tensões residuais, microdureza, microestrutura, resistência à tração e a energia absorvida ao impacto. A junta soldada com Maraging 250 apresentou maiores intensidades de tensões residuais compressivas comparada com a junta amanteigada com o eletrodo de aço baixo carbono (AWS ER80S-D2). A utilização do Maraging 350 como material de amanteigamento influenciou de forma positiva na interface metal base (AISI 8630M) / metal de solda quando comparado a junta de configuração similar, amanteigada com o eletrodo AWS ER80S-D2 (aço carbono), apresentando níveis de tensões residuais menores. Não foi percebido o efeito do amanteigamento na junta com 0,6 mm de depósito de Maraging 350 sobre as tensões residuais. Nas juntas com Maraging 250 e 350, na zona de ligação, ZL, entre o metal base e o metal de solda, apresentaram gradiente de composição criando regiões com diferente propriedades mecânica denominadas de zonas parcialmente diluídas (ZPD). A maior tenacidade ao impacto das juntas dissimilares estudadas foi na região de interface entre o metal base e metal de solda da junta soldada com Maraging 250, apresentando 46,1J comparado aos 21,6J da interface da junta com amanteigamento de aço Maraging 350. Os resultados de microdureza mostraram que os resultados obtidos foram superiores aos recomendados pelas normas NACE MR0175 e DNV RO B401, contudo os materiais se apresentavam na condição sem TTPS. A amostra amanteigada com Maraging 350 apresentou valores de microdureza coerentes com o valor esperado para o material. Os ensaios de tração realizados nos corpos de prova extraídos das juntas com Maraging 250 e 350 atenderam aos critérios de aceitação descrito pela ASME IV. As imagens de MEV das superfícies fraturadas pelo ensaio de impacto Charpy revelarm indícios de clivagem na interface entre o metal base e o metal de solda na junta soldada com Maraging 350.

Existem muitas aplicações em engenharia onde são requisitados materiais que apresentem boas propriedades mecânicas tais como, resistência mecânica, alto limite de escoamento, dureza, aliado ao atendimento às necessidades do cliente. Dentro deste contexto, foi realizado um trabalho focado em processo de trefilação combinada, utilizando como método a produção de barras a partir de rolo de fio-máquina. A trefilação combinada consiste nas etapas de pré-endireitamento com múltiplos rolos, jateamento, trefilação, corte e endireitamento com dois rolos, tendo como produto final barras acabadas trefiladas. Este trabalho teve por objetivo otimizar o processo de trefilação de aço SAE 9254 (aço mola) visando à redução da variabilidade do empenamento, bem como atender os níveis de especificação para diversos clientes. Esta qualidade de aço é empregada na fabricação de molas de suspensão para indústria automotiva e agrícola, onde estas, com seus processos de manufatura, agregam ao produto propriedades específicas (por exemplo, dureza e resistência a tração) para o seu uso. Inicialmente foi realizada uma revisão dos principais fundamentos e conceitos metalúrgicos referentes aos mecanismos de empenamento e endireitamento dos aços, bem como a influência de cada uma das variáveis de processo em questão nas propriedades finais do produto com foco no empenamento. Nesta dissertação foram avaliadas as inter-relações existentes no processo de trefilação, dentre os quais velocidade de trefilação, geometria de fieira (semi-ângulo da fieira), pressão de endireitamento e ângulo de endireitamento, utilizados na trefila. Foi realizada a caracterização mecânica e metalúrgica do aço base, produto laminado e trefilado nas bitolas 12,5 mm e 14,03 mm. Os resultados obtidos permitiram melhorar os níveis de empenamento inicialmente encontrados, fazendo mudanças nos parâmetros de processo e otimizando a trefilação desta qualidade de aço mola. Foram determinados valores limites para as variáveis críticas de processo estudadas, atendendo assim a qualidade exigida pelo cliente desde que as mesmas sejam respeitadas. / There are many applications in engineering in which materials with good mechanical properties are required such as, tensile strength, tension yield, toughness, together with supplying the client's needs. Focusing on this, a research was conducted focused on searching on ways on how to better the quality of the product as well as serving the client's specifications. The combined drawing process consists of pre-straightening, shot peening, drawing, cutting and two roll straightening of coils to produce bars. The objective of this paper is to optimize the cold drawn process of steel grade SAE 9254 (spring steel) aiming the variability reduction of the straightening, as well as serve the levels of specifications for various clients. This quality of steel is used in the manufacturing of suspension springs for the automotive and agricultural industries, whereas with their manufacturing processes aggregate to the product specific properties (for example, toughness and tensile strength) for its uses. Initially, a review of the main fundaments and the metallurgical concepts referring to the straightening and straightening mechanisms of the steel was realized. As weel as the influence of each process variable existing in the final property of the product focusing on straightness. In this text, the existing relations in the cold drawn process were compiled, such as the speed of cold drawn, die semi-angle, the straightening pressure and angle, used in the cold drawn. The mechanical properties and metal characterization of the base steel was made, rolling product and cold drawing in the 12,5mm and 14,03mm gauges. The obtained results allowed us to improve the initially found levels of straightening, applying changes to the process parameter and optimizing the cold drawn of the quality of this spring steel. Limit values were checked for the critical variable of process that were studied, and so attending the quality demanded by the client as long as the same are respected.

Este trabalho estuda o processo de trefilação combinada do aço SAE 1045, que consiste nas etapas de pré-endireitamento com múltiplos rolos, jateamento, trefilação, corte e endireitamento por rolos, tendo como produto final barras acabadas trefiladas. Este produto final é empregado na fabricação de hastes de amortecedores para indústria automotiva. O Objetivo do estudo é de entender como são geradas e como se comportam as principais heterogeneidades mecânicas do material processado e a influência dos parâmetros do processo e das características do material na formação e modificação dessas heterogeneidades, buscando como resultado parâmetros otimizados para o processo. Foram variados no processo três parâmetros e avaliadas a interação existente entre eles. Os parâmetros modificados foram ângulo da ferramenta de trefilação (fieira), o ângulo de endireitamento e polimento por rolos cruzados (PERC) e a colocação de revestimento de carbo-nitreto de titânio (TiCN) no núcleo da ferramenta de trefilação (fieira). Foi realizada caracterização do aço, como microestrutura, composição química e microdureza. As tensões residuais superficiais das amostras foram caracterizadas utilizando o método de difração de raios-X. Após avaliação das tensões residuais superficiais, foi analisada a variação das tensões com a profundidade através do método do furo cego (hole-drilling), A classificação das inclusões foi de acordo com o método microscópico A (“piores campos”) da norma ASTM E45-97, feita através da maior severidade encontrada analisando o material aleatoriamente através de varredura com microscópio em sua superfície. Os resultados obtidos permitiram conhecer a combinação de ângulo de fieira e de endireitamento por rolos cruzados (PERC) mais favoráveis para gerar níveis baixos de tensões residuais. Além do ângulo, foi possível verificar que a geometria das zonas da ferramenta de trefilação (fieira) influência os níveis de tensões residuais após a trefilação. O núcleo da fieira com revestimento em todos os ensaios realizados apresentou menores níveis de tensões residuais, mostrando ser uma condição importante para a otimização do processo principalmente para a redução das tensões trativas após a trefilação. / This paper studies the process of cold drawing combined SAE 1045 steel, which consists of the steps with multiple pre-straightening rolls, sandblasting, drawing, cutting and straightening by rollers, with the final product finished extruded bars. This final product is used in the manufacture of rods of shock absorbers for the automotive industry. The objective of the study is to understand how they are generated and how they behave the main mechanical heterogeneities of the processed material and the influence of process parameters and material characteristics of the formation and modification of these heterogeneities, seeking as a result the optimized parameters for the process. We varied three parameters in the process and evaluated the interaction between them. The parameters were modified angle of wire drawing tool (spinneret), the angle of straightening and polishing rolls (PERC) and the placement of coating titanium carbo-nitride (TiCN) in the core of the wire drawing tool (spinneret). We performed characterization of steel, such as microstructure, chemical composition and microhardness. The surface residual stresses of the samples were characterized using the method of X-ray diffraction. After evaluation of surface residual stresses, we analyzed the variation of stress with depth by the method of blind hole (hole-drilling), Classification of inclusions was according to the microscopic method ("worst fields") of ASTM E45 -97, made more severe by analyzing the material found randomly through scanning with microscope on its surface. The results obtained allow us to know the combination of angle stringer and straightening by rollers (PERC) more favorable to generate low levels of residual stresses. In addition to the angle, we found that the geometry of the areas of wire drawing tool (spinneret) influence the levels of residual stress after wire drawing. The core of the spinneret clad in all tests had lower levels of residual stress, proving to be an important condition for the optimization of the process mainly to the reduction of tensile stress after wire drawing.

O presente trabalho tem como objetivo comparar os diferentes métodos de estimativa das tensões residuais geradas pela Autofretagem. Empregou-se o método de G.SACHS(4) na determinação experimental das tensões. São empregados os métodos analíticos de Timoshenko(1), Mendelson(2) e Chen(3), com os critérios de Von Mises para o primeiro e de Tresca para os demais. O método numérico empregado é o Método dos Elementos Finitos com o critério de Von Mises. Na análise dos resultados verifica-se que os métodos que empregam o mesmo critério de tensão equivalente concordam entre si. Formulase então a hipótese de que qualquer dos métodos empregados conduzirá ao mesmo resultado, desde que empregando o mesmo critério de tensão equivalente. Para testar-se tal hipótese altera-se, inicialmente, o método de Chen para emprego do critério de Von Mises. Como o resultado é positivo, altera-se então o método de Mendelson para o emprego com o critério de Von Mises, o que também confirma a hipótese formulada. / The work aims to compare some different methods to evaluate residual stresses in a Autofretted tube. The experimental part was carried out through G.SACHS(4) method, and the analitycal part applied Timoshenko's Method(1), Mendelson's Method(2) and Chen's Method(3), making use of the Von Mises equivalent stress criteria for the first one and the Tresca equivalent stress criteria for the last two. Also, the numerical method applied was the Finite Element through the Von Mises cri teria. The results allowed to observe that those methods which made use of the same equivalent stress criteria would tend to the same results. To test this hypothesis, the Chen's Method was changed from Tresca criteria to Von Mises criteria. As the results were satisfactory, the Mendelson's Method was changed to Von Mises criteria, and the answers confirmed the hypothesis as well.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a distribuição de tensões em rodas ferroviárias, a fim de detectar a fonte primária dos defeitos superficiais e subsuperficiais que ocorrem neste componente. O desenvolvimento do trabalho foi baseado na utilização de uma ferramenta computacional constituída pelo Programa de Elementos Finitos ABAQUS, o qual permitiu o modelamento do contato roda-trilho. Paralelamente à simulação foram realizados ensaios experimentais em modelos simplificados construídos em uma resina sintética contendo extensômetros elétricos resistivos em seu interior, a fim de aferir o modelamento. As propriedades reais do material sintético já haviam sido determinadas em um trabalho anterior, e puderam, então, ser utilizadas diretamente na simulação computacional. As deformações calculadas pela análise computacional foram comparadas com as deformações medidas nos ensaios experimentais. A partir da existência da correlação entre estes resultados, as deformações e tensões calculadas para o conjunto roda-trilho, em aço, puderam ser avaliados e discutidos. / The Aim of this work is the study of the stress distribution in railway wheels in order to detect the primary source of surface and subsurface damage that occur in the wheel. The development of the study has been based in the evaluation o f the wheel/rail contact stresses by Finite Element Method using the program ABAQUS/Aqua. Besides, synthetic material specimens has been constructed with inner strain gages so that the strain concentration could be compared with computational analysis results. Since the correlation between both approaches has been determined, the stresses and strains calculations for wheel/rail contact model could be assessed and discussed. Finally, these results was related with the failure mechanisms models considered in the case ofthe wheel/rail contact.

Existem muitas aplicações em engenharia onde são requisitados materiais que apresentem boas propriedades mecânicas tais como, resistência mecânica, alto limite de escoamento, dureza, aliado ao atendimento às necessidades do cliente. Dentro deste contexto, foi realizado um trabalho focado em processo de trefilação combinada, utilizando como método a produção de barras a partir de rolo de fio-máquina. A trefilação combinada consiste nas etapas de pré-endireitamento com múltiplos rolos, jateamento, trefilação, corte e endireitamento com dois rolos, tendo como produto final barras acabadas trefiladas. Este trabalho teve por objetivo otimizar o processo de trefilação de aço SAE 9254 (aço mola) visando à redução da variabilidade do empenamento, bem como atender os níveis de especificação para diversos clientes. Esta qualidade de aço é empregada na fabricação de molas de suspensão para indústria automotiva e agrícola, onde estas, com seus processos de manufatura, agregam ao produto propriedades específicas (por exemplo, dureza e resistência a tração) para o seu uso. Inicialmente foi realizada uma revisão dos principais fundamentos e conceitos metalúrgicos referentes aos mecanismos de empenamento e endireitamento dos aços, bem como a influência de cada uma das variáveis de processo em questão nas propriedades finais do produto com foco no empenamento. Nesta dissertação foram avaliadas as inter-relações existentes no processo de trefilação, dentre os quais velocidade de trefilação, geometria de fieira (semi-ângulo da fieira), pressão de endireitamento e ângulo de endireitamento, utilizados na trefila. Foi realizada a caracterização mecânica e metalúrgica do aço base, produto laminado e trefilado nas bitolas 12,5 mm e 14,03 mm. Os resultados obtidos permitiram melhorar os níveis de empenamento inicialmente encontrados, fazendo mudanças nos parâmetros de processo e otimizando a trefilação desta qualidade de aço mola. Foram determinados valores limites para as variáveis críticas de processo estudadas, atendendo assim a qualidade exigida pelo cliente desde que as mesmas sejam respeitadas. / There are many applications in engineering in which materials with good mechanical properties are required such as, tensile strength, tension yield, toughness, together with supplying the client's needs. Focusing on this, a research was conducted focused on searching on ways on how to better the quality of the product as well as serving the client's specifications. The combined drawing process consists of pre-straightening, shot peening, drawing, cutting and two roll straightening of coils to produce bars. The objective of this paper is to optimize the cold drawn process of steel grade SAE 9254 (spring steel) aiming the variability reduction of the straightening, as well as serve the levels of specifications for various clients. This quality of steel is used in the manufacturing of suspension springs for the automotive and agricultural industries, whereas with their manufacturing processes aggregate to the product specific properties (for example, toughness and tensile strength) for its uses. Initially, a review of the main fundaments and the metallurgical concepts referring to the straightening and straightening mechanisms of the steel was realized. As weel as the influence of each process variable existing in the final property of the product focusing on straightness. In this text, the existing relations in the cold drawn process were compiled, such as the speed of cold drawn, die semi-angle, the straightening pressure and angle, used in the cold drawn. The mechanical properties and metal characterization of the base steel was made, rolling product and cold drawing in the 12,5mm and 14,03mm gauges. The obtained results allowed us to improve the initially found levels of straightening, applying changes to the process parameter and optimizing the cold drawn of the quality of this spring steel. Limit values were checked for the critical variable of process that were studied, and so attending the quality demanded by the client as long as the same are respected.