Compressão Anel Lubrificante

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1.2. Ensaio do anel

No teste do anel, um corpo de provas em forma de anel com faces planas é comprimido para uma redução conhecida. Caso o coeficiente de atrito seja zero o anel se deformará da mesma forma que um disco sólido, no qual cada elemento flui radialmente para fora numa taxa proporcional às suas distâncias do centro. Para valores pequenos do coeficiente de atrito, o fluxo para fora ocorrerá em velocidades menores e, para o mesmo grau de compressão, o diâmetro externo será menor do que no caso de coeficiente de atrito zero. No caso do coeficiente de atrito superar certo valor crítico, é energeticamente favorável que apenas uma parte do anel flua para fora e que outra flua para o centro, de forma que o diâmetro externo seja ainda menor. Para obter a magnitude do fator de atrito, o diâmetro interno do anel comprimido deve ser comparado com valores predeterminados de coeficientes ou de fatores de atrito. Os resultados destas análises são organizados na forma de “curvas de calibração”,

Conforme figura (2).

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Figura 2: Curva de calibração para ensaio de compressão de anel

Para a utilização dessas curvas de calibração, o diâmetro interno do anel deve ser medido em seu ponto de máxima dilatação. A partir dos valores de redução de altura e de variação no diâmetro interno, para uma dada geometria do anel, obtém-se o valor do fator de atrito para o caso em questão. O atrito existente entre as placas da máquina de compressão e as extremidades do corpo de prova produz tensões que tendem a retardar o escoamento nas regiões próximas aos contatos, produzindo um gradiente de tensões ao longo da espessura do corpo de prova. O metal adjacente ao contato sofre pouca ou nenhuma deformação. Durante a deformação, à medida que o material escorrega sobre as ferramentas, as forças de atrito se opõem ao escoamento do metal do centro para as extremidades. Esta resistência devido ao atrito ocorre naquela região do corpo de prova em contato com os batentes, enquanto o metal localizado à meia-altura da amostra pode escoar na direção radial sem constrição. Isto leva a um corpo de prova deformado em forma de barril, e internamente é criada uma região não de formada próximo à superfície dos batentes. A figura 3 mostra as regiões pouco deformadas na secção transversal do anel que sofreu deformação, em decorrência do atrito na interface ferramenta-corpo de prova.

[pic 6]

Figura 3: Região deformada (branca) e não-deformada (hachurada) no corpo de prova no ensaio de compressão do anel

Além disso, no caso de uma condição de atrito suficientemente alta, a direção de escoamento do material mudará em certo ponto da secção transversal do anel, em conseqüência da mudança de direção da força de atrito atuante. Neste caso, o material apresenta uma linha neutra de escoamento, na qual o material não sofre escoamento radial. A figura 4 apresenta as direções de escoamento do metal no teste de compressão.

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Figura 4: Corpo de prova para ensaio de compressão em diferentes situações (a) não-deformado (b) deformado em condição de baixo atrito (c) deformado em condição de alto atrito

2 . Objetivos

Este laboratório teve como objetivo analisar o comportamento de anéis de latão e alumínio sob o esforço de compressão estando os mesmos lubrificados com teflon/graxa a fim de minimizar o atrito.

3. Materiais e métodos

O ensaio consistiu no ensaio de compressão de anéis de alumínio e latão em uma máquina de ensaio universal (fundo de escala 40 toneladas, velocidade 2mm/min), o CDP (alumínio/Latão), lubrificado (Teflon/Graxa), foi comprimido pela metade de sua espessura , utilizou-se um disco de referência para avaliar tal redução. Com o auxilio de um paquímetro digital, mediu-se o diâmetro externo e interno e a espessura do CDP antes da compressão e o diâmetro externo e a espessura depois da compressão.

3.1. Materiais utilizados

- Anel de Alumínio ;

- Anel de latão;

- Lubrificantes: Teflon e graxa;

- Paquímetro digital

- Máquina de Ensaio Universal Mohr & Federhaff.

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[pic 9]

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Figura 6: Corpo de prova

Figura 5: CDP na máquina de ensaio

[pic 10]

Figura 7: Corpo de prova após compressão

4. Resultados

Dimensões Inicias

Alumínio

Latão

Diâmetro externo [mm]

18,25

18,25

Diâmetro interno [mm]

9,25

9,25

Espessura [mm]

3,07

3,07

Tabela 1: Dimensões iniciais dos CDP.

Considerando o volume constante e tendo as medidas do diâmetro externo e a espessura final é possível calcular o valor do diâmetro interno utilizando a seguinte formula:

[pic 11]

Dimensões Finais

Alumínio(Teflon)

Latão(Teflon)

Alumínio(Graxa)

Latão(Graxa)

Diâmetro externo [mm]

22,93

22,47

22,59

22,03

Espessura [mm]

1,71