Tcc Engenharia Mecânica

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O levantamento das propriedades é de extrema importância para a escolha correta do material evitando a ocorrência de falhas, quebras ou até acidentes de alta gravidade mediante aos esforços que o mesmo será submetido.

Como o material SAE 9254 é muito utilizado em sistemas de suspensão automotivo, fica evidenciado que o material será extremamente requisitado pela sua utilização em veículos. Após o estudo serão comparadas às propriedades encontradas com o especificado do fabricante, comprovando a qualidade do material.

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- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A suspensão automotiva é responsável por absolver as irregularidades do terreno e manter todas as rodas no chão. Ela absorve, por meio dos seus componentes, todas as irregularidades do solo e mantém a estabilidade do automóvel. É formada por vários componentes como amortecedores, molas, chassi, caixa de direção entre outros.

Sem as molas e os amortecedores que propiciam a movimentação controlada do sistema, o desconforto seria muito grande, principalmente em pisos irregulares. Isso sem falar na vida útil do veículo, que diminuiria muito com os fortes impactos sofridos. Com os impactos transferidos para o veículo, haveriam sofrimentos tanto para o usuário quanto para o automóvel (surgimento de trincas, surgimento de incômodos ruídos do painel do automóvel, com a vibração e os impactos sofridos).

As condições que as molas são submetidas são, muitas vezes, extremamente severas, devido a cargas e tipos de esforços que irão suportar, temperaturas, meios corrosivos, vibração. Portanto são necessários materiais extremamente resistentes, sendo importante o conhecimento das propriedades dos materiais para sua utilização de modo mais correto, visando minimizar o custo com manutenção e maximizar a produção.

Os aços para molas devem apresentar como características: alto limite de elasticidade e fadiga e grande resistência.

O estudo do fenômeno da fadiga, que é a ruptura progressiva de materiais sujeitos a ciclos repetidos de tensão ou deformação, é de extrema importância para o projeto de máquinas e estruturas, uma vez que cerca de 95% das falhas em serviço são causadas pelo processo de fadiga.

A fadiga é a ruptura de componentes sob uma carga bem inferior à carga máxima suportada pelo material, devido a solicitações cíclicas repetidas. (PENTEADO, et al., 1996, p. 234).

Um meio de especificar limites de tensão e de tempo de uso de uma peça ou elemento de máquina é o ensaio de resistência a fadiga, sendo utilizado também para definir aplicações de materiais. Recomenda-se ensaiar a própria peça, ou caso não seja possível ou se deseje fazer comparações, utilizar corpos de prova padronizados.

Molas, barras de torção, rodas de automóveis, pontas de eixo etc., são alguns produtos que normalmente são subordinados a esses ensaios.

A ruptura por fadiga começa a partir do surgimento de trincas ou falhas superficiais que se propagam devido as solicitações cíclicas. A peça pode se romper rapidamente, caso essas falhas aumentem consideravelmente de modo que não suporte o esforço a que está sendo aplicado.

[pic 4]

Figura 1- fratura por fadiga

As tensões cíclicas são esforços que se repetem regularmente nas peças que sofrem de fadiga, sendo caracterizadas por uma senoide, onde os valores de tensão são representados no eixo X e o número de ciclos no eixo Y, as tensões de tração são representadas como positivas e as tensões de compressão como negativas. A figura abaixo representa alguns tipos de ciclos de tensão:[pic 5]

Figura 2- tipos de ciclos de tensão

A figura A representa um gráfico de tensão reversa (onde tenções de tração têm valor iguais ás tenções de compressão). Na B, todas as tensões são positivas e a C representa tensões positivas e negativas, porém difere da figura A por ter valores de tensões de tração diferentes dos valores de tensões de compressão.

A mola mais utilizada na mecânica é a helicoidal sendo de suma importância ao sistema de suspensão.

A mola helicoidal é a mais usada em mecânica. Em geral, ela é feita de barra de aço enrolada em forma de hélice cilíndrica ou cônica. A barra de aço pode ter seção retangular, circular, quadrada, etc. EM geral a mola helicoidal é enrolada à direita. Quando a mola helicoidal for enrolada à esquerda, o sentido da hélice deve ser indicado no desenho. (WALLIN, et al., 2002, p. 279).

Todas as características dos materiais utilizados em sua produção serão levantadas através de ensaios mecânicos (submetendo objetos já fabricados ou materiais que serão processados industrialmente a situações que simulam os esforços que sofrerão na vida real, sendo testados ao limite de sua utilização).

Existem vários tipos de ensaios mecânicos: tração, compressão, ciscalhamento, dobramento, flexão, embutimento, torção, dureza, fluência, fadiga e impacto. A escolha do ensaio adequado para cada tipo de produto depende de sua finalidade, dos esforços que sofrerá e das propriedades mecânicas que se deseja medir. Esse é um recurso de extrema importância à mecânica.

Os ensaios mecânicos dos materiais são procedimentos padronizados que compreendem testes cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas. (NÍVIA, et al., 1995, p. 176).

Na indústria automotiva, são muito utilizados os chamados aços-liga, também conhecidos como aços especiais. Esses materiais são compostos por uma liga de ferro-carbono com elementos de adição (níquel, cromo, manganês, tungstênio, molibdênio, vanádio, silício, cobalto e alumínio) que lhe conferem características especiais como: resistência à tração e à corrosão, elasticidade e dureza. Essa adição de elementos objetiva a promoção de mudanças microestruturais que acabam promovendo mudanças nas propriedades físicas e mecânicas, permitindo que o material desempenhe funções específicas.

Pela sua vasta utilização, os aços liga podem ser usados em vários setores da indústria contribuindo muito para seu desenvolvimento no desempenho de funções que os aços convencionais não realizariam de forma adequada.

O aço liga, por apresentar propriedades distintas