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Previsão da Vida à Fadiga de Veios de Manivelas Utilizados para Propulsão Naval
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Orientador(es)
Resumo(s)
Na engenharia mecânica, a fiabilidade e uma longa vida útil de um sistema mecânico é um objetivo pretendido. A sua consecução exige a compreensão do comportamento mecânico dos materiais, dos elementos que constituem o sistema mecânico e das condições de serviço do equipamento.
Os motores de combustão interna, nomeadamente o veio de manivelas, têm frequentemente problemas de fiabilidade, já profundamente conhecidos, devido à sua complexidade e aos mecanismos necessários para o seu funcionamento. A sua falha leva sempre a reparações dispendiosas e morosas, que podem comprometer a sua utilização quotidiana durante certos períodos temporais.
Neste trabalho é feita uma introdução ao comportamento dos materiais quando são submetidos a fadiga mecânica e de como se processa o dimensionamento de veios de manivelas à fadiga. São revistos quais os efeitos do fenómeno de concentração de tensões na vida à fadiga dos componentes, assim como o funcionamento de um motor de combustão interna com ciclo de Diesel. Simultaneamente, são analisados relatos de casos de falhas de motores, de modo a conhecer quais os problemas mais comuns existentes relacionados com o veio de manivelas.
Foram modelados dois veios de manivelas, de diferentes fabricantes, para deste modo, se fazerem análises estruturais através do Método dos Elementos Finitos, simulando as condições de funcionamento dos motores.
As simulações numéricas consistiram em análises lineares elásticas, estáticas, assim como em análises dos modos de vibração. Numa fase final foram consideradas alterações geométricas aos veios com o intuito de melhorar o seu tempo de vida útil, reduzindo as tensões induzidas pelos carregamentos.
Descrição
Palavras-chave
Veio de manivelas Projeto Mecânico Fadiga Concentração de Tensões Método dos Elementos Finitos