[en] DETERMININATION OF CONTACT STRESSES USING PHOTOELASTICITY

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: ANTONIO LOPES GAMA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] FOTOELASTICIDADE; [pt] ACABAMENTO SUPERFICIAL; [pt] TENSOES DE CONTATO; [en] PHOTOELASTICITY
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=24918&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=24918&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.24918

[pt] O conhecimento da concentração de tensões provocada pelas bordas de corpos que interagem e do efeito das rugosidades sobre as tensões de contato é de grande importância para o projeto de elementos de máquinas que tenham no contato a sua principal causa de falhas. Estas ocorrem normalmente por fadiga superficial (tais como em rolamentos e engrenagens) e também em aplicações onde estão envolvidos atrito, desgaste superficial e contato elétrico. Neste trabalho, procurou-se estudar a influência da rugosidade nestas distribuições de tensões. O método da fotoelasticidade foi utilizado para análise dos campos de tensões provocados pelo contato de corpos rugosos. As situações envolvendo o contato de superfícies cilíndricas rugosas com o plano liso foram preferidas em virtude das facilidades apresentadas para confecção dos modelos. Primeiramente, realizou-se um estudo de similitude para definir os termos adimensionais considerando as variáveis físicas relevantes às tensões de contato. Posteriormente, comprovou-se que estes termos são adequados através de ensaios fotoelásticos. Nestes ensaios foram variadas as dimensões dos corpos de prova, sua rugosidade e materiais. Foram utilizados diversos materiais, tais como vidro, resinas epoxi e poliester e acrílico. Também foram realizados testes onde materiais metálicos foram submetidos à contato com materiais birrefringentes. Os resultados experimentais fotoelásticos mostraram que a rugosidade superficial provoca grandes reduções sobre a tensão cisalhante máxima e sobre a pressão de contato. Constatou-se que a rugosidade provoca um aumento de largura de contato entre cilindros, aumentando desta forma a área de contato. Os resultados foram apresentados segundo gráficos que oferecem ao projeto de componentes cilíndricos, meios para que se possa conhecer a influência da rugosidade nas tensões de contato e determinar os limites para os quais a teoria de Hertz pode ser aplicada a estas situações, sem implicar em resultados demasiadamente conservativos. Finalmente, os experimentos fotoelásticos com cilindros também forneceram uma comprovação experimental para a teoria de Lo sobre o contato de cilindros rugosos.