dc.creator |
ARRUDA, Márcio Vital de |
|
dc.date.issued |
2022-12-12 |
|
dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3504 |
|
dc.description.abstract |
Welding processes may cause undesirable residual stresses and their detection is possible using
different methods. Some residual stress detection methods or techniques are destructive or semidestructive,
therefore not always applicable. Some methods are non-destructive, such as X-ray
diffraction, neutron diffraction, and ultrasound. However, they are complex and high cost. One
possible non-destructive method to detect welding residual stresses, lower cost than the current
techniques, is being studied by some researchers. This method is based in the phenomenon
which a structure natural frequencies vary when welding residual stress is applied. It consists
in measuring the structure natural frequencies after welding, and comparing them to natural
frequency values considered ideal values. These ideal values are obtained from finite element
method simulation. However, the welding process simulation is not trivial; it implies at least
four finite element analysis which can be executed in different manners. Different researchers
have been developing studies with different types of structures, materials and results. The aim
of this study is to analyze which parameters can improve Finite Element Method (FEM) model
performance for obtaining simulation results closer to experiments. In this study, five models
were developed and validated with experimental studies. It was observed that models using
2D shell elements generate better results than models using 3D solid elements. In addition,
it was observed that the symmetry technique which can be used in plate simulations leads to
significant lower computational times, but affect modal results and, in addition, do not generate
natural frequency values for all vibrational modes; therefore, the symmetry technique should
be avoided in this type of analysis. The birth and death technique, which simulates filler metal
deposition, was also analyzed and it was concluded that this technique has small effect in the
results. Finally, this work proposes an interpolation technique for the natural frequency values
to evaluate the modal results variation due to welding residual stresses. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
soldagem |
pt_BR |
dc.subject |
Tensões residuais |
pt_BR |
dc.subject |
Frequências naturais |
pt_BR |
dc.subject |
Vibrações mecânicas |
pt_BR |
dc.subject |
Método de elementos finitos |
pt_BR |
dc.title |
Estudo comparativo de resultados de tensão residual e da variação das respostas dinâmicas de chapas soldadas por método de elementos finitos |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2023-02-14 |
|
dc.date.available |
2023-02-14T13:36:15Z |
|
dc.date.accessioned |
2023-02-14T13:36:15Z |
|
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2062568788503914 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
CORRÊA, Edmilson Otoni |
|
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4218586914073507 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Processos de soldagem geram tensões residuais muitas vezes indesejadas. A detecção de tais
tensões pode ser realizada por diferentes métodos. Alguns destes métodos são destrutivos ou
semi-destrutivos e, portanto, nem sempre viáveis. Já os métodos não destrutivos, como detecção
por raios-X, difração de nêutrons e ultrassom, são complexos e de alto custo. Uma técnica
para se detectar tensões residuais de soldagem de forma não destrutiva e a menor custo que as
existentes vem sendo estudada por alguns autores e é baseada no fenômeno o qual as frequências
naturais de uma estrutura são alteradas pelas tensões residuais de soldagem. A detecção das
tensões residuais indesejadas consistiria basicamente em se medir as frequências naturais da estrutura
após a soldagem e compará-las com valores de frequências considerados ideais. Tais
valores considerados ideais são obtidos através de simulação pelo método dos elementos finitos.
Esta simulação não é trivial; envolve pelo menos quatro análises que podem ser executadas
de algumas diferentes formas. Diferentes autores vêm publicando diferentes trabalhos com tipos
de estruturas, materiais e resultados bastante variados. Neste trabalho, foram desenvolvidos
cinco modelos, validados por dados experimentais obtidos na literatura, e executadas diversas
simulações com o objetivo de se analisar quais parâmetros tornam o modelo por Método de Elementos
Finitos - MEF mais eficaz na obtenção de dados mais próximos aos experimentais. Foi
detectado que modelos utilizando elementos 2D, tipo casca, resultam em melhores resultados
que elementos 3D, tipo sólido. Também foi observado que a técnica de simetria para simulação
de placas leva a tempos de processamento significativamente menores, mas o uso dessa técnica
altera os resultados modais e, ainda, não fornece os resultados de frequência natural para todos
os modos de vibração e, portanto, esta técnica deve ser evitada. Também foi observado que o
uso da técnica Birth and Death, que simula a inserção de metal de adição, pouco alterou os
resultados obtidos neste trabalho. Finalmente, foi proposta a técnica de interpolação dos valores
das frequências naturais para se avaliar as variações dos parâmetros modais pelas tensões
residuais. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
ARRUDA, Márcio Vital de. Estudo comparativo de resultados de tensão residual e da variação das respostas dinâmicas de chapas soldadas por método de elementos finitos. 2022. 92 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022. |
pt_BR |