Desenvolvimento e Validação de um Modelo em Elementos Finitos para Simulação do Ensaio de Macroindentação Instrumentada

Vitor Alberto Lemes Monteiro¹; Sônia Aparecida Goulart Oliveira¹

¹ Universidade Federal de Uberlandia

Resumo

Em diversas aplicações da engenharia, é necessário conhecer as propriedades mecânicas dos materiais. Propriedades, tais como dureza, limite de escoamento, limite de resistência entre outros, são necessárias para a avaliação da integridade estrutural de componentes mecânicos e determinação de sua capacidade de trabalho. O ensaio de macroindentação instrumentada permite a aquisição destas propriedades, apresentando vantagens significativas em relação ao ensaio de tração convencional: o ensaio pode ser realizado em campo (in situ) e não há a necessidade de extração de uma amostra para realização do ensaio, ou seja, é um ensaio não destrutivo. A proposta deste trabalho é desenvolver e validar um modelo em elementos finitos, utilizando o software STAMPACK®, para a simulação do ensaio de Macroindentação Instrumentada com a obtenção de resultados que reproduzam o ensaio experimental. Este modelo deve ser capaz de fornecer resultados que permitam o estudo dos fenômenos de pile-upe sink-in para diferentes condições de ensaio (como o diâmetro do penetrador e força máxima aplicada). O modelo deve também ser capaz de proporcionar a avaliação da influência dos parâmetros impostos, auxiliar na análise de métodos analíticos de determinação das propriedades mecânicas do material e permitir a investigação da complacência do equipamento utilizado em ensaios experimentais. Após várias simulações, pôde-se concluir sobre questões importantes relacionadas ao coeficiente de atrito entre as partes envolvidas no ensaio, complacência do equipamento, além de validar o modelo, que reproduziu o ensaio de macroindentação instrumentada de forma satisfatória.

Palavras-chave: Macroindentação; elementos finitos; pile-up; sink-in; complacência