CALIBRAÇÃO EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DE DISCO BRASILEIRO MODIFICADO

  • João Vytor Martins Bicock
  • Eduardo Atem de Carvalho
  • Eduardo Atem de Carvalho
  • Carlan Ribeiro Rodrigues
  • Carlan Ribeiro Rodrigues
Palavras-chave: Disco Brasileiro Modificado, Propriedades Mecânicas

Resumo

O ensaio mecânico Disco Brasileiro foi concebido em 1953 e, tem sofrido diversas modificações com o objetivo de adequar o teste à realidade física do problema. Estas modificações se derivam do fato de que a falha inicial que leva à ruptura se inicia em outras regiões do círculo e não no seu centro. No caso de disco circular, a falha se inicia dentro da região dominada pelas tensões de contato. Uma das proposições feitas foi planificar o disco nas extremidades de contato. Foram cortados dois discos com diâmetro de 125 mm e espessura de 12 mm de aço AISI 4140. Um dos discos sofreu um processo de planificação de suas extremidades com o auxílio de um centro de usinagem. As extremidades das faces formaram um ângulo de 20° com o centro do disco. O mesmo disco sofreu têmpera e, em seguida, foi realizado revenimento. Estes receberam extensômetros elétricos: um extensômetro de 350? de dois grids foi colado no centro e um de 120? na direção x junto ao contato. Os discos foram submetidos a ensaio de compressão. Os valores obtidos foram comparados posteriormente com previsões da literatura e com o Método de Elementos Finitos (MEF). E encontrado para AISI 4140 foi de 196 GPa e v foi de 0,26. A comparação dos valores das tensões atuantes nas direções principais do disco como os encontrados por MEF os valores obtidos a partir dos extensômetros elétricos erro relativo médio de 7,92% para os valores da tensão na direção x e 1,99% para os valores da tensão na direção y. Dessa forma, foram introduzidos um fator de correção de 0,9208 para os valores referentes à direção x e 0,9801 para aqueles referentes à direção y. O modelo de MEF realizou uma análise linear-elástica. O disco modificado permite o uso da formulação clássica, mas requer calibração, determinada pelo MEF. A determinação de E apresenta valores confiáveis e próximos dos de literatura. O uso do MEF indica que a presença das regiões planas elimina o pico de deformações próximo à região de contato.
Publicado
19-04-2013