Efeitos da temperatura de austenitização e da transformação martensítica sobre tensões residuais pós-soldagem em um aço estrutural baixa liga de alta resistência mecânica - análise por elementos finitos.

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dc.contributor.advisorPorcaro, Rodrigo Rangelpt_BR
dc.contributor.advisorFaria, Geraldo Lúcio dept_BR
dc.contributor.authorAbreu, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de
dc.contributor.refereePorcaro, Rodrigo Rangelpt_BR
dc.contributor.refereeFaria, Geraldo Lúcio dept_BR
dc.contributor.refereeCândido, Luiz Cláudiopt_BR
dc.contributor.refereeRodriguez Arias, Arielpt_BR
dc.date.accessioned2023-04-11T19:22:29Z
dc.date.available2023-04-11T19:22:29Z
dc.date.issued2023pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractEste estudo investigou a influência das temperaturas de início da transformação martensítica (Ms) e seus consequentes efeitos sobre tensões residuais pós-soldagem em um aço estrutural ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) de elevada resistência mecânica por meio de simulações computacionais pelo Método dos Elementos Finitos. Com esse objetivo, foi realizada uma soldagem real para aquisição de dados utilizados na calibração da fonte de calor aplicada na simulação. Para tal, foi realizado o monitoramento de ciclos térmicos por meio de termopares localizados em posições estratégicas, seguido da análise de macrografias do cordão de solda. Posteriormente, dados de dilatometria foram utilizados para determinar os coeficientes de expansão instantâneos a uma taxa de resfriamento de 25 ºC/s aplicada ao aço para três valores diferentes de temperaturas de pico (Tp): 1300 °C, 1150 °C e 920 °C. Com base nesses dados foram criados quatro modelos de materiais, um para cada Tp (denominados P920, P1150 e P1300), além de um quarto modelo com coeficiente de expansão térmica constante (PCTE), sem considerar a transformação martensítica, para fins de comparação. O estudo pode ser dividido em três partes principais: a calibração de uma fonte de calor e determinação de condições de contorno para a simulação; o estudo de um Modelo de Três Barras usado para isolar os efeitos de Tp nas tensões residuais; o estudo de um Modelo de Chapa Composta, no qual a ZTA da chapa foi subdividida com base na temperatura de pico atingida e os modelos de material correspondentes foram aplicados. Para comparação dos resultados também foram realizadas simulações considerando a chapa composta inteiramente por cada um dos modelos de material. Os resultados mostraram a importância de se considerar a transformação martensítica em estudos de simulações de tensões residuais induzidas por soldagem e uma clara tendência de decréscimo das distribuições gerais das tensões finais com menor Ms.pt_BR
dc.description.abstractenThis study investigated the influence of martensitic transformation start temperature (Ms) and their consequent effects on post-welding residual stresses in an HSLA (High Strength Low Alloy) structural steel with high mechanical strength through computational simulations using the Finite Element Method. With this objective, real welding was performed to acquire data used in the calibration of the heat source applied to the simulation. To this end, the thermal cycle was monitored using thermocouples located in strategic positions, followed by the analysis of macrographs of the weld bead. Then, dilatometry data were used to determine the instantaneous expansion coefficients at a cooling rate of 25 ºC/s of the steel at three different values of peak temperatures (Tp): 1300 °C, 1150 °C, and 920 °C. Based on these data, four material models were created, one for each Tp (named P920, P1150, and P1300), in addition to a fourth model with constant coefficient of expansion (PCTE) for comparison purposes, without considering the martensitic transformation. The study can be divided into three main parts: calibration of a heat source and determination of boundary conditions for the simulation; the study of a three-bar model used to isolate the effects of Tp on residual stresses; the study of a composite sheet model, in which the HAZ (Heat Affected Zone) of the sheet was divided based on the peak temperature reached and the corresponding material models were applied. To compare the results, simulations were also performed considering the sheet composed entirely of each of the material models. The results showed the importance of considering the martensitic transformation in studies of simulations of residual stresses induced by welding and a clear decreasing tendency of the general distributions of final stresses with lower Ms.pt_BR
dc.identifier.citationABREU, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de. Efeitos da temperatura de austenitização e da transformação martensítica sobre tensões residuais pós-soldagem em um aço estrutural baixa liga de alta resistência mecânica - análise por elementos finitos. 2023. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16477
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 14/03/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectSoldagem - tensões residuaispt_BR
dc.subjectEngenharia de materiais - simulações numéricaspt_BR
dc.subjectEngenharia de materiais - dilatometriapt_BR
dc.subjectAço - temperatura de austenitizaçãopt_BR
dc.subjectAço - temperatura de início de transformação martensíticapt_BR
dc.titleEfeitos da temperatura de austenitização e da transformação martensítica sobre tensões residuais pós-soldagem em um aço estrutural baixa liga de alta resistência mecânica - análise por elementos finitos.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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