Análise numérico-experimental das tensões residuais induzidas por jateamento com granalha em molas automotivas.

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Calle Gonzales, Miguel Angel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Automotive spring; Forjamento; Processos de fabricação; Residual stress; Shot peening; Tensão residual
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-22052009-122931/

O jateamento com granalha (shot peening) é um processo mecânico a frio onde um jato de granalhas é impelido contra a superfície dos componentes. Cada impacto provoca deformação plástica e introduz tensões residuais de compressão na superfície, as quais aumentam a sua resistência à fadiga. Este tratamento é muito usado na indústria automotiva, particularmente no tratamento de molas automotivas devido à alta solicitação a carregamentos cíclicos. Uma variante aprimorada deste processo, exclusivo para molas automotivas planas, é o jateamento com granalha sob tensão (stress peening) onde é imposta uma pré-carga de flexão na mola que aumenta a intensidade do processo. Neste trabalho foram desenvolvidas as modelagens numéricas, usando o Método dos Elementos Finitos (MEF), do jateamento com granalha e do jateamento com granalha sob tensão, ambos aplicados a molas automotivas, para analisar o campo de tensões residuais induzido. Os modelos numéricos desenvolvidos contemplam: análise dinâmica explícita, modelagem tridimensional de múltiplos impactos de granalha numa superfície plana, avaliação da velocidade real das granalhas, atrito entre as superfícies de contato, propriedades mecânicas do aço ABNT 5160 (molas automotivas), encruamento do material e sensibilidade do material às altas taxas de deformação. A partir dos resultados da modelagem foram avaliados: o progresso da cobertura ao longo do tempo da aplicação dos múltiplos impactos de granalha, as tensões residuais, as deformações elásticas e as deformações plásticas resultantes induzidas pelo jateamento. Neste trabalho, foi realizado um programa experimental para introdução e avaliação das tensões residuais em duas molas parabólicas automotivas, uma delas submetida ao jateamento com granalha e a outra submetida ao jateamento com granalha sob tensão. A avaliação experimental das tensões residuais foi desenvolvida usando as técnicas de difração de raios-X e do furo incremental cego. Os resultados das modelagens numéricas são corroborados com as medições experimentais e com os resultados experimentais e numérico-computacionais obtidos por outros autores. Finalmente, algumas conclusões são inferidas diante da análise comparativa entre os resultados numéricos e experimentais.