Análise do comportamento do campo de tensões e deformações em engrenagens

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Oliveira, Geraldo Cesar Rosario de [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Deformações e tensões; Correlação de Imagem Digital; Fotoelasticidade; Engrenagens; Imagens digitais.
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/296122; https://orcid.org/0000-0001-6357-7454

Compreender os campos de tensão e deformação resultantes do contato sob carga externa é fundamental para o desenvolvimento e aprimoramento de peças e componentes. As análises experimentais e simulações são essenciais na engenharia, pois validam modelos teóricos e permitem o desenvolvimento de soluções práticas com o uso de ferramentas digitais e manu-fatura aditiva. Além disso, diante dos desafios atuais, como concorrência global e regula-mentações rigorosas, a otimização do design de engrenagens se tornou essencial. Este traba-lho investigou o campo de tensões em engrenagens cilíndricas de dentes retos desalinhadas produzidas em resina fotossensível por estereolitografia de máscara (impressão 3d em im-pressora de resina). Ensaios mecânicos foram realizados para determinar o módulo de elasti-cidade e o coeficiente de Poisson da resina. O comportamento das engrenagens de resina sob carga foi comparado utilizando simulações de elementos finitos e experimentos com exten-sômetros e sistema de aquisição de dados em um cenário de desalinhamento controlado. Os resultados validaram o desempenho esperado das engrenagens de resina e dos equipamentos utilizados, confirmando a viabilidade tanto do material quando dos equipamentos de baixo custo para aplicações experimentais mecânicas. A partir disso, foi realizada uma análise de-talhada das tensões e deformações nos dentes das engrenagens de resina, considerando a teo-ria de contato de Hertz e cilindros com o mesmo raio dos pontos de contato entre os dentes. As tensões e deformações foram estudadas por fotoelasticidade e Correlação de Imagem Di-gital (DIC) sob cargas de compressão, observando-se a formação de franjas características. A convergência dos dados experimentais com simulações numéricas e analíticas confirma a eficácia desta metodologia de baixo custo para análise de peças fabricadas por manufatura aditiva, possibilitando futuras investigações com geometrias mais complexas.