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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Desenvolvimento de um equipamento HPT (High Pressure Torsion) adaptado a uma máquina de ensaio de compressão de 200T
Authors: Marcell Filho da Silva Ferreira
First Advisor: Antonio Eustaquio de M Pertence
First Referee: Paulo Roberto Cetlin
Second Referee: Danilo Amaral
Abstract: O Ensaio de Alta Pressão Aplicada à Torção ou HPT (High-Pressure Torsion) é uma técnica SPD (Severe Plastic Deformation) onde obtém-se excelente refinamento de grãos em materiais policristalinos através da imposição de elevadas taxas de deformação. O ensaio HPT consiste na aplicação simultânea de esforços de compressão e de torção sobre uma pequena amostra metálica, em formato de disco, alojada entre duas matrizes. A granulação Ultrafina ou UFG alcançada pela técnica HPT condiciona a uma elevação do grau das propriedades mecânicas do material impraticáveis a quaisquer outras técnicas SPDs ou processos termomecânicos convencionais. Diante disso, este presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um protótipo virtual em plataforma CAD 3D de um equipamento HPT adaptado à uma máquina para ensaios de compressão com capacidade de 200T. Para o dimensionamento e seleção dos componentes elétricos e mecânicos que integram o equipamento HPT foram adotados métodos analíticos e Métodos por elementos finitos utilizando plataforma CAE. O escopo do projeto foi delineado conforme os principais parâmetros requeridos ao processamento do ensaio HPT (torque, pressão hidrostática, materiais e diâmetro das amostras) e ainda, pelas limitações de espaço interno da máquina de compressão. A unidade geradora de torção é constituída por um sistema de transmissão de trem de engrenagens composto de engrenagens cilíndricas de dentes retos. Visando o processamento de duas técnicas de ensaios distintos, utilizando um mesmo equipamento, foi inserido um sistema de movimentação por guias lineares no novo conjunto projetado para o ensaio HPT. Desse modo, o deslocamento longitudinal do conjunto facilita a montagem e a desmontagem do equipamento HPT.
Abstract: The High-Pressure Torsion (HPT) processing is a Severe Plastic Deformation (SPD) technique whereby attains excellent grain refinement in polycrystalline materials through imposition of very high strain rate. The HPT method consists in applying compression load simultaneously to a torsional straining on a small disk sample which is placed between two anvils. The bulk Ultrafine-Grained (UFG) materials achieved by HPT processing leads to enhancement of materials mechanical properties unusually found in any others SPD techniques or conventional thermomechanical process. Thus, this presented Masters Thesis approaches the development of High Pressure Torsion (HPT) device as a virtual prototype designed by 3D CAD-platform software assembled in a compression-testing machine with load capacity of 200 tons. In addition, the dimensioning and specification of the mechanical and electrical components of the equipment proposed was undertaken by the analytical methods and Finite Elements Methods (FEM) using CAE-platform. Furthermore, the HPT design was outlined considering the technical parameters required for HPT processing such as torque, hydrostatic pressure, materials types and samples diameter. The internal dimensions of the compression machine were also taken into account. The HPT twisting unit which induces the torsional shear straining in the specimen its formed by a transmission system of involute spur gear teeth. For allowing the processing of two distinct types of testing materials using the same apparatus it was added a movement system constituted primarily by profile rail guides. Therefore, the longitudinal movement enables the assembling and disassembling of the HPT device.
Subject: Engenharia mecânica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-APCQ7T
Issue Date: 24-Apr-2017
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