Desenvolvimento de um software educacional para análise de fadiga pelo método da vida sob tensão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, David Lucas
Data de Publicação: 2023
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/0013000019dg9
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/32728
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Mecânica, RS, 2023.
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spelling Desenvolvimento de um software educacional para análise de fadiga pelo método da vida sob tensãoComponentes mecânicosFadigaFerramenta numérica didáticaMateriais dúcteisPythonPythonMechanical componentsFatigueDidactic numerical toolDuctile materialsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICATrabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Mecânica, RS, 2023.This work consists of the development and application of a didactic numerical tool for fatigue failure analysis of mechanical components, made of ductile materials subjected to high cycling. This software is developed in the Python language with the GNU Image Ma nipulation Program Toolkit or GIMP Toolkit (GTK) open source toolset to create graphical user interfaces (GUI) for the program. In order to facilitate the development and writing of the code, the aid tool to create intuitive interfaces Glade is used, allowing to generate a source code in .xml for the chosen programming language (in this case, Python). The fatigue analysis methodology is based on the literature in the area, presenting the equations and analytical approaches. From the analysis of loads and stresses acting on the evaluated part, obtained in the initial static analysis as input data of the software, and with the insertion of material and loading data, the user of the program can computationally analyze the results of a dynamic analysis and draw the fatigue failure diagrams according to the most usual criteria in the literature. Two case studies were chosen to verify the proper functioning of the proposed software, one based on Budynas e Nisbett (2019) and the other on Norton (2013). As a result, the first case study, analyzing two examples from that reference, obtained a difference of 0.014% and 0.068% for the determination of the fatigue resistance limit S ′ e and, for the determination of the fatigue failure safety coefficient, using Goodman’s criterion, there were no significant differences up to the second decimal place, according to the same literature. Similar results for the second case study were also obtained. At the end of the development of this work, a functional program was developed, called Fatigue Life Calculator, in which it is able to calculate mechanical fatigue for two different calculation methodologies.Este trabalho consiste no desenvolvimento e aplicação de uma ferramenta numérica didática para análise da falha por fadiga de componentes mecânicos, constituídos de materiais dúcteis submetidos a alta ciclagem. Este software é desenvolvido em linguagem Python com o conjunto de ferramentas de código aberto GNU Image Manipulation Program Toolkit ou GIMP Toolkit (GTK) para criar interfaces gráficas para o usuário do programa (Graphical User Interface ou GUI). Com o objetivo de facilitar o desenvolvimento e a escrita do código, a ferramenta de auxílio para criar interfaces intuitivas Glade é utilizada, permitindo gerar um código-fonte em .xml para a linguagem de programação escolhida (no caso, Python). A metodologia de análise de fadiga é fundamentada na literatura da área, apresentando o equacionamento e as aproximações analíticas. A partir da análise de esforços e de tensões que atuam na peça avaliada, obtidos na análise estática inicial como dado de entrada do software, e com a inserção de dados do material e do carregamento, o usuário do programa pode analisar computacionalmente os resultados de uma análise dinâmica e traçar os diagramas de falha por fadiga segundo os critérios mais usuais da literatura. Dois estudos de caso foram escolhidos para verificar o bom funcionamento do software proposto, um deles baseado em Budynas e Nisbett (2019) e o outro em Norton (2013). Como resultado, o primeiro estudo de caso, analisando dois exemplos daquela referência, obteve uma diferença de 0, 014% e 0, 068% para a determinação do limite de resistência à fadiga S ′ e e, para a determinação do coeficiente de segurança de falha por fadiga, utilizando o critério de Goodman, não houve diferenças significativas até a segunda casa decimal, conforme a mesma literatura. Resultados similares para o segundo estudo de caso também foram obtidos. Ao término do desenvolvimente deste trabalho, desenvolveu-se um programa funcional, chamado de Fatigue Life Calculator, no qual, é capaz de calcular a fadiga mecânica para duas diferentes metodologias de cálculo.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMUFSM Cachoeira do SulDrehmer, Luís RobertoRamos, Gustavo RobertoPereira, David Lucas2024-08-13T17:06:40Z2024-08-13T17:06:40Z2023-07-202023Trabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/32728ark:/26339/0013000019dg9porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-08-13T17:06:40Zoai:repositorio.ufsm.br:1/32728Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2024-08-13T17:06:40Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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