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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13395
Tipo: TCC
Título: Análise numérica e experimental de um anel superelástico de liga com memória de forma de ni-ti
Autor(es): Oliveira, Janylson victor lacerda de
Primeiro Orientador: Souto, Cícero da Rocha
Resumo: RESUMO Neste trabalho são realizadas as análises numérica e experimental de um anel superelástico fabricado a partir de uma chapa de liga com memória de forma (LMF) de Ni-Ti. Este anel foi dimensionado de acordo com a norma DIN 471, a qual é utilizada para anéis externos a serem aplicados em eixos. Por praticidade de aplicação, o anel foi dimensionado para um eixo de diâmetro nominal de 10 mm. As demais dimensões do anel são: diâmetro interno de 9,3 mm quando está livre de deformações, espessura de 1 mm e diâmetro interno de 9,6 mm quando instalado no eixo. Esta pesquisa tem o objetivo de realizar a caracterização experimental do anel superelástico de LMF e também propor a representação deste comportamento por meio de simulações numéricas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) no software ANSYS™ Mechanical (Workbench) 15.0. Nessas simulações foi empregado o elemento SOLID186 para a modelagem do anel pelo fato de suportar o modelo constitutivo utilizado. Através da realização dos ensaios experimentais foi possível obter as curvas de força-deslocamento que expressam o comportamento termomecânico do atuador. Estes resultados foram necessários para promover a calibração e validação das simulações numéricas. As transformações de fases (austenita-martensita) que ocorreram durante as simulações foram demonstradas em um gráfico por meio do cálculo das frações de martensita e austenita em função do tempo de análise. Por fim, para verificar a funcionalidade do atuador projetado de LMF, uma comparação entre a capacidade de deformação para a mesma força deste anel e um anel convencional de aço foi realizada. O anel superelástico demonstrou sua grande capacidade de deformação na abertura sem apresentar deformações residuais no fim do carregamento devido ao seu efeito pseudoelástico. Palavras-Chave: Anel Superelástico, Ligas com Memória de Forma (LMF), Método dos Elementos Finitos (MEF), Simulação Numérica, ANSYS™.
Abstract: In this work are carried out numerical and experimental analyzes of a superelastic ring manufactured from a plate of shape memory alloy (SMA) of Ni-Ti. This ring was dimensioned according to DIN 471, which is used for external rings to be applied on shafts. For practical application, the ring was dimensioned for a shaft of nominal diameter of 10 mm. The other dimensions of the ring are: internal diameter 9.3 mm when free from deformation, thickness 1 mm and internal diameter of 9.6 mm when installed on shaft. The aim of this research is to perform the experimental characterization of the SMA superelastic ring and also propose the representation of this behavior by numerical simulations using the Finite Element Method (FEM) in ANSYS ™ Mechanical (Workbench) 15.0 software. In these simulations the SOLID186 element was used to model the ring because it supports the constitutive model used. By conducting the experimental tests it was possible to obtain the force-displacement curves that express the thermo-mechanical behavior of the actuator. These results were necessary to promote the calibration and validation of the numerical simulations. The phase transformations (austenite-martensite) that occurred during the simulations were demonstrated in a graph by calculating the martensite and austenite fractions as a function of the analysis time. Finally, to verify the functionality of the designed SMA actuator, a comparison between the deformation capacity for the same force of this ring and a conventional steel ring was performed. The superelastic ring demonstrated its great deformation capacity in the aperture without presenting residual deformations at the end of loading due to its pseudoelastic effect.
Palavras-chave: Anel Superelástico
Ligas com Memória de Forma (LMF),
Método dos Elementos Finitos (MEF),
Simulação Numérica, ANSYS™.
ANSYS™.
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13395
Data do documento: 4-Dez-2017
Aparece nas coleções:TCC - Engenharia Mecânica

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