Relatório Prático: Tribologia
Por: Samara Christina Rodrigues Soares • 29/9/2020 • Trabalho acadêmico • 1.424 Palavras (6 Páginas) • 192 Visualizações
PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: TROBOLOGIA
2º TRABALHO PRÁTICO: CONTATO DE HERTZ
Samara Christina Rodrigues Soares
Belo Horizonte
2018
- OBJETIVOS
O objetivo deste trabalho é construir o gráfico tensão de engenharia versus deformação de engenharia para uma liga de latão após obtenção de dados após ensaios de compressão. Após a obtenção deste gráfico, obter o limite de escoamento o e módulo de Young do material.
Por fim, construir os gráficos de carga de endentação versus raio e carga de endentação versus profundidade.
- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Segundo Hutchings (2017), quando duas superfícies estão em contato, a área real de contato é menor do que a área aparente de contato devido às asperezas das superfícies. Quando uma força normal atua sobre uma superfície, os picos presentes nas asperezas deformam e diminuem com o esforço atuante e a área total de contato tende a aumentar proporcionalmente.
O estudo que relaciona a aplicação de uma força normal com o aumento da área real de contato foi realizado por Hertz em 1882. Hertz realizou experimentos utilizando lentes esféricas de vidro exercendo força normal em placas de vidro e concluiu que o raio de contato é proporcional à força normal aplicada. Figura 1.
Figura 1: Contato entre duas superfícies
[pic 1]
Fonte: Hutchings (2017)
A relação entre o raio impresso ( ) e a carga de endentação, de acordo com Hutchings (2017), pode ser representada pela equação (1) a seguir:[pic 2]
(1)[pic 3]
Sendo o raio da esfera, é um módulo elástico do material e a carga normal aplicada.[pic 4][pic 5][pic 6]
O módulo de elasticidade relativo do material () pode ser calculado pela equação 2:[pic 7]
(2)[pic 8]
Sendo , , , , o coeficiente de Poisson e o módulo de elasticidade da esfera de aço e da placa de latão, respectivamente.[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]
Pelo critério de Tresca, a carga necessária () para a deformação plástica é calculada pela equação (3):[pic 13]
(3)[pic 14]
Onde , e são, respectivamente, a tensão máxima de escoamento, raio da esfera e o módulo de elasticidade.[pic 15][pic 16][pic 17]
- METODOLOGIA
Para a realização deste trabalho, foi utilizada uma máquina de ensaio de tração e compressão. Quatro deformações foram impressas nos discos de latão, e foram anotadas as cargas normais aplicadas em cada caso.
Foi repassada para o grupo uma tabela com informações que foram usadas como dados para cálculos e para comparação do valor prático encontrado para o módulo de elasticidade. Tabela 1:
Tabela 1: Dados fornecidos sobre a liga de latão
Material | Coeficiente de Encruamento (n) | Coeficiente de Resistência K (MPa) | Coeficiente de Poisson | Módulo de Elasticidade (E) |
Latão 70-30 recozido | 0,49 | 895 | 0,34 | 96 a 110 GPa |
Fonte: Fornecido por Gilmar Cordeiro da Silva (2018)
QUESTÃO 1:
Com estes dados repassados, foi traçado o gráfico tensão de engenharia versus deformação de engenharia para o latão. Os valores do limite de escoamento e módulo de Young encontrados foram confrontados com os valores descritos na Tabela 1 acima.
QUESTÃO 2:
A partir das deformações impressas no disco de latão, foram obtidas as cargas necessárias para as deformações plásticas e foram medidos os diâmetros impressos pela esfera utilizando uma lupa com escala em milímetro e a profundidade impressa, com um relógio comparador.
Os resultados encontrados foram relacionados com a teoria apresentada no tópico 2.5.1 – Contact Between Surface- Plastic deformaton, do livro texto, Hutchings (2017).
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Após os ensaios realizados e os dados fornecidos, os seguintes resultados foram encontrados:
Questão 1
Para a construção do gráfico tensão de engenharia versus deformação de engenharia, foram utilizadas as equações (4), (5) e (6), Souza (1892).
(4)[pic 18]
(5)[pic 19]
(6)[pic 20]
...