A técnica do furo incremental na determinação de tensões residuais em ligas de alumínio: estudo do efeito da furaçao a alta velocidade - Guimarães, Ruben Manuel Duarte (2012)
As tensões residuais são muitas vezes responsáveis pela falha de componentes mecânicos ou pelo aumento do seu tempo de vida, se forem geradas com habilidade. Assim sendo, as técnicas que permitem determinar as tensões residuais na superfície dos materiais revestem-se de uma grande importância. A técnica do furo recebeu uma grande aceitação nesta matéria. Excluindo as dificuldades inerentes aos métodos de cálculo de tensões residuais usados com a técnica do furo incremental, a medição precisa de campos de tensão residual não uniforme em profundidade deve ser optimizada em primeiro lugar. O próprio processo de furação provoca uma tensão residual indesejada devido aos efeitos termomecânicos do procedimento de corte. Neste trabalho, é aplicada uma metodologia para quantificar o efeito da operação de furação, em termos do nível de tensões residuais induzidas, por forma a avaliar as deformações e tensões residuais indesejadas em ligas de alumínio da série 5000 e 7000. Esta metodologia foi usada para estudar a influência da velocidade de corte em sistemas de turbinas a ar ultra-rápidas, que são frequentemente usados nos equipamentos do método do furo. A quantificação é obtida usando um procedimento de calibração experimental seguido de uma simulação numérica do processo de furação. A comparação directa dos resultados experimentais e numéricos permite a determinação das deformações residuais e das respectivas tensões induzidas. Durante os ensaios, a variação da pressão do ar fornecido à turbina fez variar a velocidade de corte. Esta variável foi medida através da análise do som produzido pela turbina por um algoritmo de FFT. Foi observado que a liga de alumínio 5083 é mais difícil de maquinar e não foram encontradas diferenças substanciais nas tensões induzidas pelo processo de furação. Porém, no caso da liga de alumínio 7022, a maquinagem foi muito mais fácil de conseguir e as tensões induzidas pela furação diminuíram quando a velocidade de corte aumentou. Palavras-chave: método do furo, ligas de alumínio, tensões induzida pela furação, tensões residuais, método dos elementos finitos, ANSYS