Análise de falha por fadiga de parafuso sob carga transversal aplicado na articulação de um módulo de esteira com elevação
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2021-06-18
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Esteiras transportadoras de palete com elevação são equipamentos que relacionados às suas funções de projeto devem ter como premissa o atendimento de aplicações que requerem jornadas extensas de trabalho. Devido os componentes deste tipo de equipamento estarem sujeitos a carregamento variável, resultante do movimento do produto e suas características de funcionamento, projetos como estes devem estar seguros de falhas decorrentes do processo de fadiga. Para sanar rupturas oriundas do principal agente causador de falhas em elementos sob carregamento cíclico, o presente trabalho tem como proposta de estudo a análise da falha por fadiga de um parafuso aplicado na articulação de um mecanismo de elevação que compõe um módulo de esteira. Atrelando o colapso à falta de protensão adequada, o estudo é abordado e segmentado com a análise inicial da junta com e posteriormente sem pré-carga. Para determinar as tensões máximas no elemento de fixação, é efetuada uma simulação por MEF linear através do software SolidWorks Simulation. Posteriormente, a partir da execução de ensaios de tração, o método de Neuber é utilizado para conversão das tensões lineares em não-lineares. Com a validação analítica das tensões encontradas na análise numérica, percebe-se pela implementação dos métodos baseados em deformação, que as estimativas de vida em fadiga ficaram próximas do tempo médio estimado de falha. [resumo fornecido pelo autor]
Abstract
Pallet conveyors with lifting mechanism are equipment that related to their design functions must be premised on serving applications that require long working hours. The components of this type of equipment are subjected to variable loading, resulting from the movement of the product and its operating characteristics, projects like these must be safe from failures resulting from the fatigue process. To avoid ruptures from the main agent that causes failures in elements under cyclic loading, the present report has as proposal to study the fatigue failure analysis of a screw applied to the articulation of a lifting mechanism that makes up a conveyor module. Linking the collapse to the lack of adequate prestressing, the study is approached and segmented with an initial analysis of the joint with preload and later without. To determine the maximum stresses in the fastener, a linear MEF simulation is performed using the SolidWorks Simulation software. Subsequently, from the execution of tensile tests, the Neuber method is used to convert linear to non-linear stresses. With the analytical validation of the stresses found in the numerical analysis, it can be seen from the implementation of methods based on deformation, that the fatigue life estimates were close to the estimated mean time of failure. [resumo fornecido pelo autor]