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Relatório técnico: Métodos de analise de tensões
(numérico e fotoelasticidade)
Nome: Otacilio Pedro dos Santos Filho RA: 24557
1. JUSTIFICATIVA
É necessário implementar um método de analise de tensões na empresa devido a possíveis problemas com os componentes, uma vez que o componente pode sofrer falhas severas a partir de descontinuidades possivelmente oriundas do processo de fabricação, defeito do material ou de sua própria utilização.
2. OBJETIVO
Iremos comparar nesse relatório dois métodos de analise de tensões, o método numérico e o ensaio de fotoelasticidade, tendo em vistas vantagens e desvantagens, custos e precisão.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. ENSAIO FOTOELÁSTICO
A fotoelasticidade é a técnica experimental para análise de tensões e de deformações através da utilização de modelos constituídos de polímeros transparentes ou recobertos com cola refletora, os quais apresentam, quando incididos por luz polarizada, anisotropia ótica ou birrefringência quando deformados. (MARTINS; PAULA, 2005). 3.1.1. Conceitos 3.1.1.1. Luz polarizada É a luz produzida através de um equipamento chamado "polarioscópio", onde a interação entre os modelos de tensão e a luz polarizada produzem padrões característicos, conhecidos como "padrões de tensões" ou franjas. Esses padrões são as informações fornecidas para analise de tensões no componente. (SPINELLI; AQUINO). 3.1.1.2. Franjas As franjas se dividem em isóclinas, que fornece informações sobre as tensões principais, e isocromáticas onde é possível obter o angulo entre as tensões principais. (SPINELLI; AQUINO).
3.1.1.3. Material birrefringente “Os materiais fotoelásticos são denominados materiais birrefringentes. Eles apresentam diferentes índices de refração segundo os planos das tensões principais. [...] A escolha do material adequado par uma análise fotoelástica é de suma importância. Não existe um material ideal, sendo que os materiais existentes, ditos materiais fotoelásticos apresentam vantagens e desvantagens.” (MARTINS; PAULA, 2005). 3.1.2. Equipamentos O polariscópio é o equipamento básico utilizado em um ensaio de fotoelasticidade, podendo ser plano ou circular dependendo do seu arranjo de lentes. É composto por uma fonte de luz (branca ou monocromática) dois polarizadores de luz plana (analisador e polarizador) e dois polarizadores de luz circular (para o caso de polariscópio circular). (SOARES; ANTONIO, 1997). 3.1.3. Vantagens x desvantagens As vantagens no ensaio fotoelástico são algumas como operação simples, não exige mão de obra especializada, especialmente útil para peças e estruturas complexas, rápida obtenção de resultados e boa precisão. Nas desvantagens podemos citar custo na fabricação do modelo, seja ele polimérico ou um protótipo e custo devido à necessidade de laboratórios bem equipados e instrumentos específicos.
3.2. MÉTODO NUMÉRICO
É um método computacional no qual um o componente é discretizado (subdividido) em pequenos elementos os quais possuem as mesmas propriedades de do componente original. Através de equações diferencias resolvidas por modelos matemáticos é possível obter o resultado desejado. (JÚNIOR; Amilcar et al., 2007)
3.2.1. Equipamentos
Para sua utilização é necessário uma estação de trabalho composta por computadores e softwares. Esses equipamentos são somente operados por profissionais capacitados.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] SOARES, A. Determinação de parâmetros da mecânica de fratura a partir de imagens fotoelásticas, usando processamento digital. 1997. 185 f. Tese (Doutorado em Ciências na Área de Reatores Nucleares de Potência e Tecnologia do Combustível Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, Universidade de São Paulo, São Paulo. 1997. [2] MARTINS, P., Fotoelasticidade: Primeiros passos. COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear. Belo Horizonte, Minas Gerais. 2005. [3] SPINELLI, A., Aplicação da foto elasticidade na análise estrutural de uma junta rebitada de uso aeronáutico , Unesp, Guaratinguetá, São Paulo. [4] JÚNIOR, A. et al. Bioengenharia aplicada à Odontologia: método dos elementos finitos versus fotoelasticidade. [Editorial]. REVISTA IMPLANTNEWS, p.481-487, 2007
