Carregamentos Combinados (Projeto de Eixos e Árvores Contra Fadiga) Mecânica dos Materiais II

Transcrição

1 Carrgamntos Combinaos (Projto Eios Árvors Contra Faiga) cânica os atriais II Univrsia Brasília UnB Dpartamnto Engnharia cânica E Grupo cânica os atriais GAA

2 Arranjo Físico Básico Dvio a ncssia montagm os os lmntos transmissão (ngrnagns polias) apoio (mancas rolamnto ou slizamnto), é muito comum ncontrarmos ios com iâmtros scalonaos (graus) com rasgos ncssários para o posicionamnto chavtas anéis rtntors. As sçõs m qu s ncontram sss concntraors tnsão são pontos prrnciais alha por aiga, o qu implica qu são rgiõs qu prcisam sr analisaas orma cuiaosa.

3 Esorços nos Eios O caso mais gral carrgamnto nos ios é aqul m qu atua um torqu um momnto variao m combinação. Po havr cargas aiais também s a linha cntro o io or vrtical ou s stivr unia à ngrnagns hlicoiais, cônicas crmalhira tno uma componnt orça aial. (Um io v sr projtao para minimizar a porção su comprimnto sujito a cargas aiais azno-o scarrgálas, através mancais aiais, o mais próimo possívl a ont carga.)

4 Tnsõs nos Eios Conorm comntao antriormnt, vio a aplicação cargas lão, torsão normais, as sguints componnts tnsão são comumnt obsrvaas nos ios: a A R 6 R R T a T 16T

5 Tnsõs nos Eios Consirano uma conição carrgamnto pulsant, ssas componnts tnsão porão sr subiviia m componnts méias altrnaas: Esorço a in Tmpo Carrgamnto pulsant T R 6 16T A R

6 Tnsõs nos Eios Consirano uma conição carrgamnto pulsant, ssas componnts tnsão porão sr subiviia m componnts méias altrnaas: Esorço a in Tmpo Carrgamnto pulsant T R 6 16T A R

7 Tnsõs nos Eios Consirano qu na sção m anális ista um concntraor tnsõs, as prssõs tomarão a sguint orma: Componnts rnaas 16T m m R Componnts éias R 16T On: = Fator Rução Rsistência a Faiga m conição lão altrnaa s = Fator Rução Rsistência a Faiga m conição Torção altrnaa 1 q 1 m = Fator Rução Rsistência a Faiga m conição tnsõs méias t

8 olos Falha por Faiga Rsultaos tsts aiga para amostras aço sujitas à torção lão combinaas sugrm qu, tal moo alha, sob coniçõs combinação sorços torção lão m matriais úctis gralmnt sgum uma rlação líptica. A sguir srão aprsntaos algumas quaçõs muito utilizaas no imnsionamnto ios.

9 olos Falha por Faiga étoo AI/AE - O procimnto a AE prssupõ qu o carrgamnto é constituío lão altrnaa (componnt lão méia nula) torqu io (componnt altrnaa nula o torqu) m um nívl qu cria tnsõs abaio a rsistência ao scoamnto por torção o matrial. 1 F m a R 16 T m 1 16 F T R m Como: 1 1 R T F m ' b a

10 olos Falha por Faiga étoo Gooman oiicao - Quano o torqu não é constant, sua componnt altrnaa criará um stao tnsão multiaial complo no io. Para coniçõs projto, a utilização a quação Gooman, ornc rsultaos satisatórios a um custo computacional rlativamnt baio. ' ' alt m 1 ' F l ormal m Para: 16T m R 16T ' alt alt alt F T T R R m a b ' rt m

11 Consiraçõs Finais obr Projto Eios (orton) a) Para minimizar as tnsõs lõs, o comprimnto o io v sr mantio o mnor possívl ostrchos m balanço, sr minimizaos. b) A conição balanço inuzirá uma lão maior qu a conição bi-apoio para o msmo comprimnto as msmas carga sção transvrsal. Assim, v usar ios biapoiaos, a mnos qu o uso o io m balanço sja itao por rstriçõs projto. c) Um io vazao tm um razão mlhor rigiz/massa (rigiz spcíica) rquências naturais mais altas qu aqulas um io comparavlmnt rígio ou sólio, mas l srá mais caro trá um iâmtro maior. ) Tnt colocar concntraors tnsão long as rgiõs grans momntos ltors, s possívl, minimiz su ito com grans raios aliviaors tnsão. ) a principal procupação é minimizar a lão, talvz o matrial mais inicao sja o aço baio carbono, porqu sua rigiz é tão alta quanto aqula aços mais caros, um io projtao para pqunas lõs tnrá a tr tnsõs baias. ) As lõs nas posiçõs ngrnagns suportaas plo io não vm cr crca 0,17 mm, a inclinação rlativa ntr os ios a ngrnagm v sr mnor qu crca 0,0.

12 Consiraçõs Finais obr Projto Eios (orton) g) orm usaos mancais rolamnto não autoalinhants, a inclinação o io nos mancais v sr mantia mnor qu aproimaamnt 0,0. h) stivrm prsnts cargas aiais comprssão, las vrão sr scarrgaas por mio um único mancal para caa irção carga. i) ão ivia as cargas aiais ntr mancais aiais, pois a pansão térmica o io po sobrcarrgar os mancais. j) Um io vazao tm um razão mlhor rigiz/massa (rigiz spcíica) rquências naturais mais altas qu aqulas um io comparavlmnt rígio ou sólio, mas l srá mais caro trá um iâmtro maior.