Aplicação do método de elementos finitos para analise do efeito torcional em semieixo de caminhão
DOI:
https://doi.org/10.34117/bjdv10n1-042Keywords:
simulação numérica, falha por torção, componente automotivo, software ANSYS® workbenchAbstract
O desenvolvimento da indústria automobilística é fortemente influenciado pela expansão tecnológica, no qual se unem por meio de pesquisas, ensaios experimentais e procedimentos computacionais, que a cada dia estão mais precisos, dinâmicos e ágeis. A análise de resistência e desempenho de componentes mecânicos em projetos de veículos são de grande relevância para o setor, exemplificando os semieixos de caminhões. Este semieixo é responsável por transferir energia do diferencial para as rodas gerando a movimentação do veículo. Estes componentes estão continuamente sujeitos a carregamentos estáticos e dinâmicos passíveis de falhas podendo romper catastroficamente. Este trabalho tem como objetivo analisar o efeito da torção na resistência mecânica de semieixos utilizados em transmissão automotiva, aplicando o método de elementos finitos. As simulações foram realizadas utilizando o software ANSYS® Workbench 14.0, a fim de estudar o comportamento da peça quando submetido à torção. Os resultados obtidos na simulação numérica mostraram elevada concentração de tensão cisalhante no rebaixo das estrias do semieixo, coincidindo com a localização da fratura presente em um estudo de caso real.
References
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉNICAS. NBR 6892 - Materiais Metálicos: Ensaio de Tração à Temperatura Ambiente. Rio de Janeiro, 2002.
ABDALLA, A.J.; CARRER, I.R.C.; et all. Estudo de fluência em aços 4340 com diferentes microestruturas e tratamento de carbonitretação a plasma. 19º Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais – CBECiMat. São Paulo, 2010.
AMARAL, L. Validação de protótipos digitais. In: Tecnologia de Simulação, 2016. Disponível em: < http://www.esss.com.br/blog/2016/03/validacao-de-prototipos-digitais/ >. Acesso em: 25 de Novembro de 2020.
AZEVEDO. D. O.F. Análise estrutural com ANSYS Workbench: Static Structural. Mogi das Cruzes, 2016. 180p. ISBN: 123-45-6789-0.
BOSH, R. "Manual de Tecnologia Automotiva", Edgard Blucher, 2005.
AMERICAN SOCIETY FOR METALS (ASM). Specialty Handbook. Carbon and Alloy Steels, edited by J.R. Davis, Davis & Associates, ASM International, Metals Park, OH, 1996. Disponível em: < http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=33cc2d13603e45af8349b30a43aec8ed >. Acesso em: 12 de Outubro de 2020.
AZEVEDO. D. O.F. Análise estrutural com ANSYS Workbench: Static Structural. Mogi das Cruzes, 2016. 180p. ISBN: 123-45-6789-0.
BEER, F. P.; JOHNSTON E. R. Resistência dos Materiais. 2. Ed. São Paulo: McGraw Hill,1982.
BONORA, R.G.; VOORWALD, H. J. C.; et all. Fatigue in AISI 4340 steel thermal spray coating by HVOF for aeronautic application. ScienceDirect. São Paulo. V. 9, p. 1617-1623, 2010.
CARVALHO, M. V. Análise de fadiga em mangas de eixo de suspensão de veículos automotores terrestres. Belo Horizonte: UFMG, 2009.
COSTA, P. A Bíblia do Carro, 2001- 2002. Disponível em: http://www.4wheelparts.com/drivetrain-axle-gear-guide/axle-gear-glossary.aspx >. Acesso em: 12 de Outubro de 2020.
CURTIS, H. P. Initial Graphics Exchange Specification Volume 2: Application Protocols SHARE. In: NIST: National Institute of Standards and Technology. [Online] Estados Unidos, 2008. Disponível em: < http://ts.nist.gov/standards/iges// >. Acesso em: 07 de Setembro de 2019.
DIETER, G. E. Metalurgia Mecânica. 2 ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 2010.
DIFFERENTIAL. Differential set components, 2020. Disponível em: https://baautocare.com/2015/01/19/car-repair-education-and-info-what-is-a-differential-car/ e https://www.pinterest.com.au/pin/550283648209559793/. Acesso em: 02 de novembro de 2020.
DOWLING, N.E Mechanical Behaviour of materials. Engineering Methods for Deformation, Fracture and Fatigue. International Edition, 4a Ed. 2013.
GUIMARAES, A.V.; BRASILEIRO, P.C.; et all. Failure analysis of a half-shaft of a formula SAE racing car. ScienceDirect. Rio de Janeiro. V. 7, p. 17-23, 2016.
HIBBELER, R. C. Resistência dos materiais. 7. ed. - São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.
LUIZ, E. V. Método dos elementos finitos em análise de estruturas. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011, 284p.
MATWEB - Material Property Data. Online Materials Information Resource. Disponível em: http://www.matweb.com/. Acessado em junho/2020.
NORTON, R. L. Projeto de Máquinas: Uma abordagem integrada. 4 ed. – Massachusetts. Brookman, 2013.
SHIGLEY, J. E., Mischke, C. R. e Budynas, R. G., Projeto de Engenharia Mecânica, Bookman, Porto Alegre, 2005.
SOUZA, S.A. Ensaio Mecânicos de Materiais Metálicos. Fundamentos teóricos e práticos, Ed. Edgard Blucher, 5ª edição. São Paulo, 1984.
VILANOVA, C. Eixo Diferencial. In: Portal o mecânico, 2015. Disponível em: < http://omecanico.com.br/ >. Acesso em: 02 de novembro de 2020.

