Estudo numérico do campo de tensões de contato em componentes revestidos

Abstract

A utilização de corpos revestidos a tensões de contato tem sido uma opção importante na redução do desgaste superficial em uma vasta gama de corpos sujeitos a um carregamento de contato. Nestas situações , mecanismos de falha ocorrem, geralmente, porr tres diferentes motivos. Escoamento plástico excesivo, fratura ou delaminação do recvestimento do seu substrato. Neste trabalho, procedeu-se uma análise bidimensional da distribuição das tensões de contato que surgem quando um semiplano revestido é submetido a carragamentos normal e tangencial aplicados por un indentador elástico e cilíndrico. O cálculo das tensões foi feito utilizando-se o Método dos Elementos Finitos. Considerou-se uma Interface perfeita e contínua entre o substrato e o revestimento. Tres tipos de materiais foram usados como revestimentos. Bronze, ceramica (SiC) e aço. Este último na validação do modelo proposto. Os resultados foram utilizados para se investigar a influencia na posição dos máximos valores da tensão de Mises e da primeira tensão principal, quando se variam os parámetros: i) espessura da camada de revestimento; ii) coeficiente de atrito; iii) propriedades mecanicas do material. Os resultados mostram que a posição dos pontos críticos é influenciada pelos dois primeiros parámetros analisados. Verificou-se um deslocamento da posição do ponto crítico da interface do revestimento em direção à superficie de contato, enquanto se aumentam ou o coeficiente de atrito ou a espessura de camada, mantendo-se os demais parámetros constantes, nos revestimentos dúteis-bronze e aço. Para o revestimento frágil (Sic),observou-se que o ponto crítico ocorre sempre na superficie de contato e que há uma espessura ótima de revestimento.

Full document