| Título: | Análise numérica da influência térmica de revestimentos e fluidos de resfriamento em ferramentas de corte usando problemas inversos |
| Autor: | Isabella Evelyn Ribeiro |
| Programa: | Engenharia Aeronáutica e Mecânica |
| Área de Concentração: | Propulsão Aeroespacial e Energia |
| Orientador : | Elisan dos Santos Magalhães |
| Ano de Publicação : | 2023 |
| Curso : | Mestrado Acadêmico |
| Assuntos : | Análise térmica |
| t | Fluxo de calor |
| t | Convecção natural |
| t | MATLAB |
| t | Modelo numérico |
| t | Programas de computadores |
| t | Física |
| Resumo : | Este trabalho tem como objetivo analisar a influência térmica do revestimento em uma ferramenta de corte de torneamento e a influência da convecção. O modelo térmico consiste em uma ferramenta de corte de metal duro com ou sem revestimento, um calço e um porta-ferramentas. Para o revestimento considerou-se um revestimento de 20 µm de Nitreto de Titânio (TiN) e outro de 20µm de Óxido de Alumínio (Al2O3). O modelo está sujeito a diferentes condições de resfriamento, incluindo convecção natural, resfriamento por ar comprimido, resfriamento por lubrificação por quantidade mínima (MQL) e resfriamento por água de atomização (AWL). O modelo térmico está sujeito às condições de contorno de convecção nas regiões expostas ao ambiente e fluxo de calor prescrito na interface ferramenta cavaco. O pacote comercial COMSOL Multiphysics® versão 6.0 foi utilizado para simular o fenômeno físico da transferência de calor desse conjunto. O código numérico em MATLAB estimou os fluxos de calor estudados através da técnica inversa da função especificada. A função especificada busca encontrar um valor de fluxo de calor que minimize a função objetivo. Essa função é definida pelo quadrado da diferença entre a temperatura experimental e a temperatura calculada pelo COMSOL. Após a validação dos resultados obtidos no campo de temperatura, observou-se que os resultados ficaram próximo da análise experimental para as mesmas condições de contorno. As temperaturas nas sondas numéricas nos conjuntos estudados são discutidas para avaliar o impacto do revestimento e fluido de resfriamento. Para ambos os materiais de revestimento a temperatura máxima na área de contato para o inserto revestido em comparação ao inserto não revestido foi menor. Para a análise do impacto térmico com a presença do resfriamento por convecção forçada apresentou-se um maior fluxo de calor e temperatura máxima na interface ferramenta cavaco em comparação a convecção natural. |
| Data de Defesa : | 11/07/2023 |
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