Dissertação

Finite Element Analysis of a Crankshaft EVALUATED

A presente tese tem como objectivo determinar as causas que provocaram a fractura da cambota de um ultraleve que provocou o seu despenho. A causa para a fractura foi fadiga devido a beach marks encontradas na sua superfície de fractura. Para esse efeito desenhou-se um modelo em SolidWorks® da cambota juntamente com alguns componentes do motor, de modo a se ter uma versão simplificado do mesmo para determinar as cargas aplicadas à cambota. A cambota foi exportada para o Abaqus® para realizar uma análise das tensões usando um modelo em elementos finitos. Nesta análise verificou-se a influência do raio de convergência e do desalinhamento na distribuição das mesmas. Após estas simulações realizou-se uma análise em fadiga para verificar a influência do raio de concordância e do desalinhamento no crescimento de fenda. A fenda foi adicionada ao modelo de elementos finitos utilizando o Extended Finite Element Method (XFEM). No final verificou-se a influência de um defeito de forjamento encontrado na superfície de fractura da cambota. Concluiu-se que a cambota estava maioritariamente sujeita a esforços de flexão, que o aumento do raio de concordância diminui as tensões e aumenta a vida em fadiga, ao contrário do desalinhamento, que tem um efeito oposto. Constatou-se que o defeito de forjamento encontrava-se numa localização que influenciou a distribuição de tensões de uma forma critica, sendo responsável pela fractura da cambota por ter sido a causa da iniciação da fenda. Não se encontrou nada nas simulações que indique algum defeito no projecto na cambota.
Cambota, Raio de convergência, Desalinhamento, Fadiga, XFEM, Defeito de forjamento.

Julho 11, 2013, 14:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Virgínia Isabel Monteiro Nabais Infante

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar