ANÁLISE DE TENSÕES UTILIZANDO O SOFTWARE AUTODESK INVENTOR PARA APLICAÇÃO EM ENGRENAGEM AUTOMOTIVA COMPOSTA DE POLÍMERO TERMOPLÁSTICO

CURSO DE ENGENHARIA MECÃNICA

ANÁLISE DE TENSÕES UTILIZANDO O SOFTWARE AUTODESK INVENTOR PARA APLICAÇÃO EM ENGRENAGEM AUTOMOTIVA COMPOSTA DE POLÍMERO TERMOPLÁSTICO

São Luís - MA

2013

ANÁLISE DE TENSÕES UTILIZANDO O SOFTWARE AUTODESK INVENTOR PARA APLICAÇÃO EM ENGRENAGEM AUTOMOTIVA COMPOSTA DE POLÍMERO TERMOPLÁSTICO

Projeto apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da como requisito parcial para a elaboração do Trabalho de Conclusão de Curso.

Orientador (a):

São Luís - MA

2013

ANÁLISE DE TENSÕES UTILIZANDO O SOFTWARE AUTODESK INVENTOR PARA APLICAÇÃO EM ENGRENAGEM AUTOMOTIVA COMPOSTA DE POLÍMERO TERMOPLÁSTICO

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Aluno

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Orientadora

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Coordenador de TCC

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 5

2 OBJETIVOS 6

3 JUSTIFICATIVA 7

4 REFERÊNCIAL TEÓRICO 8

5 METODOLOGIA 13

6 CRONOGRAMA 15

7 REFERÊNCIAS 16

1 INTRODUÇÃO

A substituição de materiais tradicionais por plásticos pela indústria automotiva ao longo dos anos ocorreu de forma gradativa, e nas últimas décadas se intensificou em função dos avanços nas pesquisas comprovarem a eficiência, resistência e menor custo comparado aos metais utilizados usualmente.

Na década de 70 a média de polímeros utilizados por veículos era de 30 quilos, atualmente emprega-se mais de 200 quilos de polímeros por veículos. Essa crescente diversificação é imagem de um mercado mais competitivo onde o custo de fabricação é fator determinante.

Uma aplicação desta substituição de material metálico por polímero é claramente observado nas engrenagens automotivas, onde são aplicadas desde a caixa de câmbio até limpadores de para-brisa. Porém esta aplicação têm se tornado um desafio em função das altas temperaturas e tensões presentes nesses sistemas mecânicos.

A engrenagem automotiva necessita de um material que ofereça excelente resistência mecânica (resistência à tração, módulo de flexão, fluência, dureza, entre outros), coeficiente de expansão térmica, resistência ou desgaste e custo final do produto.

Para a verificação desta dúvida com respeito à capacidade deste material alternativo em relação a sua resistência imposta pelos esforços presentes no sistema, a indústria automotiva utiliza softwares de simulações dinâmicas a fim de analisar a peça e assim obter um diagnóstico sobre suas reais propriedades.

A partir desta análise serão obtidos dados úteis na comparação entre o material alternativo (polímero termoplástico) e o material tradicional afim demonstrar sua real capacidade e que possa ser utilizado futuramente como fonte de pesquisa para a indústria automotiva.

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Estudo de tensões utilizando o software Autodesk Inventor para aplicação em engrenagem automotiva composta de polímero termoplástico.

2.2 Objetivos específicos

a) Estudar as etapas de dimensionamento de engrenagem para respectiva utilização na indústria automotiva;

b) Analisar as tensões distribuídas, por meio de software de simulação dinâmica, durante a transmissão de potência para a engrenagem automotiva;

c) Caracterizar o material alternativo em substituição ao tradicional utilizado na engrenagem automotiva;

d) Analisar as tensões distribuídas, por meio de software de simulação dinâmica, durante a transmissão de potência para a engrenagem automotiva composta de material polímero termoplástico;

e) Relacionar a engrenagem automotiva composta por material tradicional e alternativo (polímero termoplástico) identificando pontos fortes e fracos a fim de estabelecer um parâmetro para o melhor material a ser utilizado.

 

3 JUSTIFICATIVA

Ciclos produtivos anteriores a Crise do Petróleo (1973-1979) apresentavam uma dependência progressiva por materiais tradicionais. A problemática evidenciou que se faz necessário uma modernização das técnicas e o desenvolvimento de materiais alternativos em substituição aos tradicionais.

Desse modo, a comunidade cientifica intensificou as pesquisas na busca de meios que satisfaçam tanto a demanda do exigente mercado quanto as necessidades de propriedades semelhantes ou até melhores.

A indústria automotiva despertou o seu interesse por materiais na fabricação de veículos mais eficientes, seguros, confortáveis e que demandam um custo de fabricação bem menor. Neste cenário está a substituição de peças metálicas por plásticas, inclusive para peças de transmissão de potência e movimento de sistemas mecânicos.

Porém a escolha do material polimérico termoplástico não é tão simples. Pois o material alternativo deve possuir excelentes propriedades de resistência mecânica, térmicas e resistência ao desgaste. Assim, torna-se preponderante empreender estudos cuja finalidade seja consubstanciar trabalhos que busquem aprimorar esta necessidade