Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:40:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / As tensões residuais, inerentes a diversos processos de fabricação, na grande maioria dos casos não promove qualquer alteração nas características físicas dos componentes nos quais se encontram presentes, contudo dependendo do campo de tensões residuais da peça e das solicitações externas, estas tensões podem comprometer ou aprimorar o desempenho estrutural da mesma. Componentes poliméricos, de um modo geral, mas principalmente aqueles manufaturados pelo processo de injeção estão sujeitos a tensões residuais, as quais são influenciadas pelos parâmetros de processo empregados. Além disto, usualmente estas tensões não são consideradas nas simulações estruturais de desenvolvimento de componentes, o que às vezes leva a resultados insatisfatórios. Assim, o presente trabalho, pautado na necessidade de aprimorar o desempenho estrutural de componentes termoplásticos, propõe uma metodologia para determinação da influência dos parâmetros de injeção nas tensões residuais e suas consequências no comportamento mecânico de componentes termoplásticos. A metodologia empregada neste trabalho envolve técnicas experimentais e numéricas para o estudo das tensões residuais em peças injetadas. Com relação aos procedimentos experimentais, são utilizados a técnica de delineamento de experimentos - DOE, com o objetivo de avaliar estatisticamente a influência dos parâmetros de processo de fabricação no estado de tensões do componente, e o método do furo cego, que permite a avaliação do gradiente de tensões residuais ao longo da espessura da parede da peça. Já a parte numérica consiste na utilização de ferramentas de simulação do processo de injeção de polímeros, associada a análises estruturais por meio de softwares comerciais de elementos finitos. Esta estratégia permitiu uma boa correlação de resultados experimentais e numéricos, reforçando assim a importância de simulações acopladas, as quais consideram efeitos oriundos do processo de fabricação no comportamento mecânico do produto final, no desenvolvimento e aprimoramento do projeto estrutural de componentes termoplásticos.<br> / Abstract : The residual stress, intrinsic to several manufacturing process, in most cases does not cause any physical characteristic changes in the components in which it is present, although depending on the component residual stress field and the external loads applied, these internal stresses may compromise or improve the part structural performance. Mostly polymeric components, but especially those manufactured by injection process have residual stress, which are an outcome from the process parameters employed. Moreover, these stresses are not used in plastic components development structural simulations, what occasionally leads to unsatisfactory results. So, the present thesis, guided on the need to enhance the structural performance of thermoplastic components, propose a methodology to define the injection parameters influence on residual stresses and their consequences on the mechanical behavior of thermoplastic parts. The methodology applied in this thesis uses experimental and numerical techniques for the study of residual stresses in molded parts. Regarding the experimental procedures, are employed techniques of design of experiments ? DOE to statistically evaluate the manufacturing process parameters influence on the residual stress field of a component, and the hole-drilling technique, to obtain residual stress gradient through components wall thickness. For the numerical experiments, finite element models are applied linking the injection process simulations with structural analysis, through the use of commercial simulations tools. This strategy allowed good correlation of experimental and numerical results, so reinforcing the importance of coupled simulations, which take in account effects coming from manufacturing process in the mechanical behavior of the final product, in the development and improvement of thermoplastic components structural design.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/129083 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Bianchezzi, Vinicius |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Pereira, José Carlos de Carvalho |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 101 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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