A técnica do furo incremental na determinação de tensões residuais em ligas de alumínio: estudo do efeito da furaçao a alta velocidade

摘要

As tensões residuais são muitas vezes responsáveis pela falha de componentes mecânicosou pelo aumento do seu tempo de vida, se forem geradas com habilidade.Assim sendo, as técnicas que permitem determinar as tensões residuais na superfíciedos materiais revestem-se de uma grande importância. A técnica do furo recebeuuma grande aceitação nesta matéria. Excluindo as dificuldades inerentes aos métodosde cálculo de tensões residuais usados com a técnica do furo incremental, a mediçãoprecisa de campos de tensão residual não uniforme em profundidade deve ser optimizadaem primeiro lugar. O próprio processo de furação provoca uma tensão residualindesejada devido aos efeitos termomecânicos do procedimento de corte.Neste trabalho, é aplicada uma metodologia para quantificar o efeito da operaçãode furação, em termos do nível de tensões residuais induzidas, por forma a avaliaras deformações e tensões residuais indesejadas em ligas de alumínio da série 5000 e7000. Esta metodologia foi usada para estudar a influência da velocidade de corteem sistemas de turbinas a ar ultra-rápidas, que são frequentemente usados nos equipamentosdo método do furo. A quantificação é obtida usando um procedimento decalibração experimental seguido de uma simulação numérica do processo de furação.A comparação directa dos resultados experimentais e numéricos permite a determinaçãodas deformações residuais e das respectivas tensões induzidas. Durante os ensaios,a variação da pressão do ar fornecido à turbina fez variar a velocidade de corte. Estavariável foi medida através da análise do som produzido pela turbina por um algoritmode FFT. Foi observado que a liga de alumínio 5083 é mais difícil de maquinar enão foram encontradas diferenças substanciais nas tensões induzidas pelo processo defuração. Porém, no caso da liga de alumínio 7022, a maquinagem foi muito mais fácilde conseguir e as tensões induzidas pela furação diminuíram quando a velocidade decorte aumentou.Palavras-chave: método do furo, ligas de alumínio, tensões induzida pela furação,tensões residuais, método dos elementos finitos, ANSYS