REPORT 3

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COORDENADORIA DE ENGENHARIA MECÂNICA
 
 
 
 
 
 
JOÃO GUSTAVO APOLINÁRIO 
RICARDO HENRIQUE NUNES PIRES
TOMÁS GAMBOA NUNES
 
 
 
 
 
PA048TMN1 - PA - PROJETO APLICADO À ENG. MECÂNICA VII 
Sorocaba/SP
2022
João Gustavo Apolinário
Ricardo Henrique Nunes Pires
Tomás Gamboa Nunes
 
 
 
 
PA048TMN1 - PA - PROJETO APLICADO À ENG. MECÂNICA VII 
 
 
 
 
Trabalho apresentado a disciplina de Projeto Aplicado à engenharia Mecânica VII ao Centro Universitário Facens.
 
 
 
Orientador: Prof. Hélio Guerrini Filho
 
 
Sorocaba/SP
2022
 
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Desenho parafuso	9
Figura 2 – Discretização do modelo do parafuso	10
Figura 3 – Parafuso engastado	10
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Exemplo de tabela	21
RESUMO
Esse estudo consiste em analisar o parafuso de fixação empregado no eixo guia do garfo de uma prensa, esta componente falha por ruptura frequentemente, causando parada de máquina e refugo de produtos. O principal objetivo desse trabalho será realizar análise estrutural no parafuso pelo método de elementos finitos via software CAE Ansys buscando verificar a fadiga por tração.
Palavras-Chave: Parafuso. Análise. Ruptura. 
ABSTRACT
This study consists of analyzing the fixing screw used in the guide axis of the fork of a press, this component often fails due to rupture, causing machine stoppage and product scrap. The main objective of this work will be to perform structural analysis on the screw by the finite element method via CAE Ansys software, seeking to verify the fatigue by traction.
Key-words: Screw. Analyze. Break.
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	8
2	DESCRIÇÃO DA ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS	8
2.1	Geração Da Geometria E Material Utilizado	8
2.2	Geração Da Malha	9
2.3	Condições De Contorno	10
3	METODOLOGIA	11
4	RESULTADOS	11
5	CONCLUSÕES	11
REFERÊNCIAS	12
INTRODUÇÃO
Esse trabalho apresenta de forma sucinta o planejamento da análise estrutural e melhorias no projeto do conjunto do eixo guia do garfo da prensa, onde os parafusos de fixação foram o foco do estudo. O trabalho foi baseado na metodologia do Livro do Norton “Projetos de Máquinas” que ajuda a organizar e enfrentar o “problema não estruturado” e estabelecer parâmetros de estruturação de projetos.
 O objetivo do projeto de um componente é dimensionar e dar forma às peças, escolhendo os materiais e os processos de manufatura apropriados, de modo que o modelo resultante possa desempenhar a função desejada sem falhar (NORTON, 2014).
A metodologia aplicada nesse trabalho é o estudo de caso, que apresenta através de simulação e análise virtual os ganhos obtidos em melhorias de processo quando aplicado no parafuso do eixo guia do garfo da prensa. Foi utilizado análise e simulação virtual do componente, de modo a identificar a falha e garantir que os parafusos não falhem por ruptura ou deformação.
DESCRIÇÃO DA ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS
O tipo de análise realizada no estudo foi de fratura em carga dinâmica (Fadiga por tração), pois há uma solicitação cíclica unidirecional axial nos parafusos que suportam as cargas do conjunto do eixo guia do garfo, com um grau de liberdade.
Foi realizada a análise estática por elementos finitos do modelo do parafuso no software CAE Ansys, a fim de identificar a superfície de maior tensão e de deslocamento máximo. O desenvolvimento desta análise é detalhado nos próximos tópicos.
Geração Da Geometria E Material Utilizado
Em um modelo 3D do parafuso, foi criado um filete para representar a rosca e o ponto de maior fragilidade, como mostra a Figura 1.
	Figura 1 – Desenho parafuso
 As propriedades do material identificam as características estruturais dos componentes para uma análise estrutural. A simulação pode ter uns diferentes materiais para cada aplicação.
Para o parafuso da análise foi especificado o aço ABNT 6150 com dureza de 40 – 44 HRC apresentando boa ductilidade, alta resistência mecânica e principalmente alta resistência a fadiga.
Geração Da Malha
A malha se denomina a discretização do modelo continuo (sólido) e compreende a subdivisão dos objetos sejam peças ou conjuntos de peças em pequenas partes denominados elementos que são conectados nos nós. Na discretização do modelo do parafuso demonstrada na Figura 2 foi utilizado uma malha tratada e com refinamento.
	Figura 2 – Discretização do modelo do parafuso
	
Condições De Contorno
As condições de contorno definem os apoios, restrições, engastamentos e os carregamentos em um componente estrutural. 
Para definição das condições de contorno, foi aplicado a superfície da rosca do parafuso uma carga de 1000 N, representando a massa real dos componentes do conjunto. A Figura 3 demonstra o parafuso engastado na face inferior da cabeça sextavada.
	Figura 3 – Parafuso engastado
METODOLOGIA
RESULTADOS
CONCLUSÕES
2
REFERÊNCIAS
NORTON, Robert L. Projeto de máquinas. Bookman Editora, 2014.