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Type: Tese
Title: Modelos para forças de soldagem por atrito-mistura (FSW) com ferramenta de perfil quadrado
Author(s)/Inventor(s): Taylor, Caroline Terra
Advisor: Silveira, José Luís Lopes da
Abstract: A soldagem por atrito-mistura (FSW, na sigla em inglês para friction stir welding) é um processo de soldagem em estado sólido amplamente utilizado na indústria, o qual é submetido a grandes esforços. As ferramentas de FSW com pino de perfil quadrado são conhecidas por produzir soldas sem defeitos, entretanto, nenhum modelo de força foi desenvolvido para esta geometria de ferramenta. Neste trabalho, modelos para forças de soldagem por atrito-mistura são desenvolvidos utilizando diferentes metodologias. Os modelos são apresentados em duas partes, a saber: modelos para as forças de soldagem e transversal, e modelos para a força axial. Na primeira parte, as forças de soldagem, transversal, radial e tangencial são modeladas em função das velocidades de rotação e de soldagem e do ângulo instantâneo de rotação. Na segunda parte, uma análise das tensões do processo FSW é desenvolvida usando o método dos blocos. As equações diferenciais para o problema são obtidas através do equilíbrio de forças e do critério de escoamento de von Mises, e resolvidas para determinar o estado de tensão e a força axial. Medições experimentais das forças e do torque são realizadas considerando diferentes parâmetros e as forças medidas são utilizadas para calibrar e validar os modelos. Os resultados mostram boa concordância entre os modelos desenvolvidos e os dados experimentais
Abstract: Friction Stir Welding (FSW) is a widely used solid state joining process, which is subjected to large forces. FSW tools with square pin profile are known to produce defect free welds; however, no force models are available for this tool geometry. In this paper, FSW force models are developed using different methodologies, presented in two parts, namely: welding and transverse force models, and stress state and axial force models. In the first part, the welding, transverse, radial, and tangential forces are modeled as a function of the rotational and welding speeds and the instantaneous angle of rotation. In the second part, a stress analyses for FSW process is developed using the slab method. The governing differential equations are obtained through the force equilibrium and the von Mises yield criterion, and solved to determine the stress state and the axial force. Experimental measurements for the forces and torque are performed for different parameters to calibrate and validate the models. The results show good agreement between the models and the experimental data
Keywords: Soldagem por atrito-mistur
Atrito
Medição das forças
Medição do torque
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jun-2022
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: TAYLOR, Caroline Terra. Modelos para forças de soldagem por atrito-mistura (FSW) com ferramenta de perfil quadrado. 2022. 93 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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