VALIDAÇÃO DO MODELO DE ELEMENTOS FINITOS DE UM ENSAIO DE MICROINDENTAÇÃO DE MATERIAL MULTICAMADAS COM AUXÍLIO DO SOFTWARE STAMPACK®
Fábio Raffael Felice Neto1
1 UFU
Resumo
Com o intuito de reduzir custos e melhorar as propriedades de componentes mecânicos, crescente é a utilização de revestimentos com propriedades especiais que otimizem o funcionamento do componente. Estudos de materiais multicamadas já são bem avançados quando o substrato é um metal de alta dureza, como em ferramentas de corte, que já possuem ampla utilização dos mais diversos tipos de revestimentos. O aumento de estudos e a produção em massa desses revestimentos tornou o procedimento interessante também para componentes feitos de materiais mais comuns, como aços com baixo teor de carbono. Por serem materiais mais macios, a interação entre substrato e camadas é bastante diferente do substrato duro, demandando estudos mais aprofundados sobre o tema. Uma forma eficiente de mensurar e trabalhar as propriedades de um material revestido é o ensaio de microindentação, onde um indentador de raio de ponta definido pressiona a superfície e são coletados os dados de tensão e deformação. Este trabalho partiu de um modelo experimental de um ensaio de microindentação de um material composto por três camadas, um substrato de aço carbono ABNT 1020, uma camada de nitreto de cromo (CrN) com uma espessura de 1,44µm e uma camada de DLC com espessura de 1,15 µm. Além dos dados geométricos e de propriedade dos materiais retirados de LARA (2011), foram também utilizados os dados retirados do ensaio experimental. Foi utilizado o software STAMPACK®, ferramenta para simulação em elementos finitos explícito, preferencialmente utilizado para situações onde ocorra deformação plástica. O método discretiza os corpos em um número finito de pontos e os une por meio de interpolações para garantir a continuidade. Especificamente no Método dos Elementos Finitos explícito, é calculado um passo de tempo conforme o tamanho do menor elemento. (ZIENKIEWICZ, 1991)
Palavras-chave: STAMPACK; MICROINDENTAÇÃO