Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/13661
Type: Tese
Title: Problemas termomecânicos inversos de processos de aquecimento localizado
Other Titles: Inverse thermomechanical problems for local heating processes
Author(s)/Inventor(s): Torres, Victor Daniel Zegarra
Advisor: Cyrino, Julio Cesar Ramalho
Co-advisor: Vaz, Murilo Augusto
Abstract: No presente trabalho é apresentado uma metodologia numérica, baseada em elementos finitos, para a determinação do fluxo de calor fornecido e tensão de escoamento do material da estrutura com a variação da temperatura. Para aferir esta metodologia foram realizados ensaios experimentais em placas circulares aquecidas no seu centro por chama oxi–acetilênica. As temperaturas e os deslocamentos em diferentes pontos da placa são medidas por meio de termopares e LVDT’s, respectivamente. O modelo de aquecimento envolve uma análise termomecânica desacoplada, empregando elementos finitos axissimétricos 2D. O algoritmo de Levenberg-Marquardt para solução do problema inverso correspondente, adaptado para elementos finitos, foi implementado para trabalhar junto com o programa comercial ANSYS. O desenvolvimento do procedimento de solução envolve a comparação das temperaturas e deslocamentos medidos no experimento com as calculadas na simulação numérica do processo. Na análise térmica o fluxo calor fornecido é discretizado em blocos e comparado a uma distribuição gaussiana. Na análise mecânica a tensão de escoamento variando com a temperatura é considerada com comportamento multilinear. As temperaturas obtidas numericamente e as experimentais apresentam ótima correlação. Quanto aos deslocamentos, pode ser dito que para as regiões mais afastadas da fonte de calor os deslocamentos numéricos apresentam bom ajustamento aos experimentais.
Abstract: In the present work is presented a numerical methodology, based on finite elements, for the determination of the heat flux provided and the yield stress of the material of the structure with the temperature variation. To evaluate this methodology, experimental tests were performed on circular plates heated at the center by oxy-acetylene flame. Temperatures and displacements at different points of the plate are measured by means of thermocouples and LVDT’s, respectively. The heating model involves an uncoupled thermomechanical analysis using axisymmetric finite elements 2D. The Levenberg-Marquardt algorithm for the solution of the corresponding inverse problem, adapted for finite elements, was implemented to work together with the ANSYS commercial program. The development of the solution procedure involves comparing the temperatures and displacements measured in the experiment with those calculated in the numerical simulation of the process. In the thermal analysis, the heat flux supplied is discretized in blocks and compared to a Gaussian distribution. In the mechanical analysis, the yield stress varying with temperature is considered with multilinear behavior. The temperatures obtained numerically and the experimental ones present great approximation. Regarding the displacements, it can be said that for the regions farthest from the heat source, the numerical displacements show good agreement with the experimental ones.
Keywords: Problemas inversos
Aquecimento
Soldagem
Elementos finitos
Testes Experimentais
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jul-2019
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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