{pt_PT=Estudo e desenvolvimento de novos componentes de uma máquina de VHCF em regime multiaxial} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O estudo da fadiga dos materiais para todo o tipo de carregamentos é um processo continuo que acompanha a evolução das necessidades da engenharia. Sabendo que os materiais não têm limite de vida para além dos ciclos (HCF) houve a necessidade de criar ensaios capazes de realizar até ciclos (VHCF) em tempo viável. Com o estudo de materiais piezoelétricos desenvolveu-se equipamento capaz de induzir vibrações a elevadas frequências, podendo-se assim desenvolver ensaios de fadiga ultrassónica. Estes ensaios baseiam-se na ressonância excitada com uma baixa carga aplicada a um sistema para geração de tensões suficientemente elevadas em altas frequências nos provetes e, assim, estabelecer o limite de fadiga em muito elevado número de ciclos. O trabalho realizado consiste no estudo de um ensaio de fadiga ultrassónica multiaxial, tração/compressão e torção, criado nos laboratórios de ensaios mecânicos e de materiais do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) no Instituto Superior Técnico. Para uma melhor compreensão do processamento do ensaio foram realizados ensaios experimentais com o uso de extensómetros e equipamento de lasers. Os dados obtidos pela experimentação servirão de validação para a criação de um método de análise em elementos finitos, através do software comercial Abaqus. Com o conhecimento adquirido experimentalmente e numericamente foi compreendido o principal problema do conjunto pré-existente e resolvido através do desenho de novos componentes. O novo conjunto de componentes terá em princípio o problema resolvido e um desenvolvimento da ressonância mais correta., en=The fatigue study, for all materials in all loading types and environments, is a continuous process that evolves with engineering needs. Knowing that all materials have a life expectancy over cycles (HCF) there is the need to apply experimental tests capable of achieving (VHCF) cycles in an acceptable time. With the study of piezoelectric materials, machinery capable of inducing high frequencies was achieved, and so this technology was adapted for fatigue testing, thus creating ultrasonic fatigue testing. This new way of testing is based on the induced resonance of a system in order to create high enough stress in a specimen at high frequencies with a small induced loading for the study of a material fatigue limit in very high number of cycles. This thesis offers the study of an ultrasonic fatigue test with multiaxial stress, tension/compression and torsion, designed and performed at the mechanical and material test laboratories of DEM, Instituto Superior Técnico. For this study, experiments with strain gauges and measurement lasers were made in order to create a valid finite element method. With the experimental data and the numerical method implemented it was possible to discuss test imperfections and put forward solutions to circumvent them. New components were then drawn that theoretically correct the main issue with the initial set and also show a better development of the resonance mode.}

Discussão: janeiro 4, 2017, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Pedro Ferreira Rodrigues da Costa (ist174158)

ORIENTADOR

Luís Filipe Galrão dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

António Manuel Relógio Ribeiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar