Influência da superposição de microindentações em material frágil modelo para estudo de fundamentos de abrasão

Influence of superimposition of microindentations in brittle material model for study of fundamentals of abrasion

dc.contributorOliveira, Sonia Aparecida Goulart
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3818193084898242
dc.contributorSilva Junior, Washington Martins da
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2993173987424895
dc.contributorSouza, Francisco José de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1257320066520278
dc.contributorMello, Jose Daniel Biasoli de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1696467778255755
dc.contributorScandian, Cherlio
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8466752738430250
dc.contributorSouza, Roberto Martins de
dc.contributorCV: http://lattes.cnpq.br/3595605534544460
dc.creatorTeles, Vinícius Carvalho
dc.date2019-01-25T12:32:22Z
dc.date2019-01-25T12:32:22Z
dc.date2018-09-22
dc.date.accessioned2023-09-28T20:55:22Z
dc.date.available2023-09-28T20:55:22Z
dc.identifierTELES, Vinícius Carvalho. Influência da superposição de microindentações em material frágil modelo para estudo de fundamentos de abrasão. 2018. 146 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.303
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24069
dc.identifierhttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.303
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9060823
dc.descriptionSubsurface cracks, also called lateral cracks, are commonly related to the abrasive wear process on materials with brittle characteristics. These cracks are generally observed in instrumented indentation experiments with loads above critical. However, previous results have shown that the interaction between indentations, even at low loads, can lead to lateral cracks. In this work, the superimposition of microindentations in soda-lime glass, a typically brittle material, was studied using computational simulation and experimental techniques. The tests consisted of seven indentation lines with five indentations in each row. The relative distance of the indentations was changed on each line, controlling the values of the superimposition index from -200% to 90%. To evaluate the effect of the indenter shape, two square and one triangular indenter were used. The Concrete Damage Plasticity (CDP) module, already implemented at Abaqus, was used to simulate the fracture during indentation, taking into account the tensile damage and the plasticity under compression. The numerical model was validated using instrumented indentations tests. For a higher superimposition index, a change in the strength of the material was observed and, consequently, a greater force was required to reach the same indentation depth. As expected, the shape of the indenter affected the tensile field around the indentation and the surface damage. A single indentation with a load below the critical does not cause a stress high enough to induce a lateral crack. However, with the increase of the superimposition index, the interaction of the stresses near the last indentation induced a lateral crack, in loads under the critical value. The position and depth of the stress spot changed according to the shape of the indenter and the indentation depth. The results of the simulation were in agreement with the experimental tests. It was possible to observe the mechanics of lateral crack formation using the stress distribution obtained in the simulation tests. The crack formation was directly related to the superposition index and to the shape of the indenter. The results brought new insight into the predominant wear mechanism and a new model to represent abrasion in brittle materials.
dc.descriptionCAPS - Centro de Atenção Psicosocial
dc.descriptionTese (Doutorado)
dc.descriptionTrincas subsuperficiais, também chamadas de trincas laterais, são comumente relacionadas ao processo de desgaste abrasivo em materiais com características frágeis. Essas trincas são geralmente observadas em experimentos de indentação instrumentada com cargas acima da crítica. No entanto, resultados anteriores mostraram que a interação entre indentações, mesmo em baixas cargas, pode levar a trincas laterais. Neste trabalho, a superposição de microindentações no vidro sodo-cálcico, material tipicamente frágil, foi estudada usando simulação computacional e técnicas experimentais. Os testes consistiram em sete linhas de indentações com cinco indentações em cada linha. A distância relativa das indentações foi alterada em cada linha, controlando os valores do índice de superposição de -200% a 90%. Para avaliar o efeito da forma do indentador foram utilizados dois penetradores de base quadrada e um triangular. O módulo de Dano Plástico de Concreto (CDP) já implementado ao Abaqus foi utilizado para simular a fratura durante a indentação, levando-se em conta o dano à tração e a plasticidade sob compressão. O modelo numérico foi validado usando testes de dureza instrumentada. Para maior grau de superposição, observou-se mudança na resistência do material e, consequentemente, maior força foi necessária para atingir a mesma profundidade de indentação. Como esperado, o formato do penetrador afetou o campo de tensão ao redor da indentação e o dano superficial. Uma única indentação, com carga abaixo da crítica, não causa uma tensão alta o suficiente para induzir uma trinca lateral. No entanto, com o aumento do índice de superposição, a interação das tensões próximas a última indentação induziram uma trinca lateral. A posição e a profundidade da tensão mudaram de acordo com a forma do indentador e a profundidade de indentação. Os resultados da simulação foram de acordo com os testes experimentais. Foi possível observar a mecânica de formação de trinca lateral utilizando a distribuição de tensão obtida nos testes de simulação. A formação de trinca esteve diretamente relacionada ao índice de superposição e à forma do indentador. Os resultados trouxeram um novo conhecimento do mecanismo de desgaste predominante e de um novo modelo para representar a abrasão em materiais frágeis.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectSuperposição de indentações
dc.subjectSuperimposition of microindentations
dc.subjectVidro sodo-cálcico
dc.subjectIndentação instrumentada
dc.subjectTransição dúctil-frágil
dc.subjectMEF
dc.subjectEngenharia mecânica
dc.subjectTribologia
dc.subjectDesgaste mecânico
dc.subjectSoda lime-glass
dc.subjectInstrumented indentation
dc.subjectDuctile-brittle transition
dc.subjectFEM
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
dc.titleInfluência da superposição de microindentações em material frágil modelo para estudo de fundamentos de abrasão
dc.titleInfluence of superimposition of microindentations in brittle material model for study of fundamentals of abrasion
dc.typeTese


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