Extração de parâmetros de plasticidade em materiais metálicos, baseado em ensaios de indentação e o método dos elementos finitos - Lucival Malcher e Lucas Queiroz Machado

 

Resumo


O comportamento plástico de materiais metálicos é resultante de não linearidades que conduzem a complexos campos de tensão-deformação. Isso torna difı́cil o desenvolvimento de relações analı́ticas aplicáveis além do domı́nio elástico. Tradicionalmente, a relação tensão-deformação da maioria dos materiais têm sido adquirida a partir de ensaios uniaxiais de tração, que é largamente utilizado para descrever seu comportamento quando submetido à deformação plástica. Entretanto, há certos componentes materiais que devido à sua configuração não podem ser ensaiados por ensaios uniaxiais de tração ou compressão. Portanto, este trabalho apresenta dois métodos para descrever o comportamento de endurecimento de materiais metálicos a partir de ensaios de dureza. O ensaio de dureza Brinell é o método escolhido devido sua simplicidade e versatilidade. A metodologia consiste na execução de três ensaios de dureza Brinell em três configurações distintas, para se ter uma resposta representativa do material. Análises de imagem da impressão resultante do ensaio de dureza são realizadas com o auxı́lio de microscópio confocal à laser. Desta análise são extraı́das as medidas dos perfis da calota impressa no material, as quais serão utilizadas como referência para os resultados numéricos previstos pela repetitiva análise em elementos finitos. Neste processo, várias tentativas de curvas tensão-deformação são providas com o intuito de minimizar a discrepância entre as respostas numérica e experimental. Quatro materiais foram analisados: SAE 1524, SAE 4340 N (normalizado), SAE 4340 A (recozido), e Alumı́nio 6101. Seus parâmetros plásticos foram determinados pelos métodos IRC (Indentation Reaction Curve), IP (Indentation Profile) e por ensaio de tração. Entretanto, com exceção do SAE 1524, os resultados mostram que as curvas obtidas a partir do ensaio uniaxial de tração para esses materiais não são adequadas para uso em análises compressivas, devido ao fato de não serem capazes de prever as respostas experimentais de indentação. Consequentemente, as curvas de endurecimento obtidas a partir dos métodos IRC e IP não correspondem àquelas obtidas a partir do ensaio de tração para o SAE 4340 N, SAE 4340 A, e Alumı́nio 6101. A justificativa para essa ocorrência é de que esses materiais apresentam comportamentos distintos sobre tração e compressão.

 

Link do Seminário: https://youtu.be/2qeD01-2tH0

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