Modelagem e simulação do processo de aparafusamento

Abstract

Dedico este trabalho a meus pais que, como sempre, me apoiaram e fizeram de tudo para proporcionar um ambiente perfeito nesta minha nova jornada de desenvolvimento. AGRADECIMENTOSPrimeiramente, a Deus por me guiar e me fornecer a sabedoria necessária para superar momentos de desordem.A meus pais, pela paciência e compreensão que tiveram e que, apesar de minha constante ausência, nunca deixaram de me apoiar. Diariamente, me inspiram a ser uma pessoa melhor através de suas atitudes.A Fibam Cia Industrial, que sempre incentivou o meu desenvolvimento acadêmico e disponibilizou recursos para a evolução deste trabalho. Ao gerente Marcos Wallner, que foi um professor dentro da empresa e abriu os caminhos no tema desta dissertação.Ao amigo Jeferson Ferreira, que se mostrou incrivelmente disposto e contribuiu com a base de dados utilizada neste trabalho.Ao meu orientador, Dr. Roberto Bortolussi, que me aceitou e acreditou no tema proposto. Esteve sempre disponível e contribuiu com todo seu conhecimento no desenvolvimento e conclusão desta dissertação. Ao Centro Universitário da FEI e seus funcionários, que me acolheram como membro da família. Aos professores que durante este período me ensinaram com clareza e indicaram os melhores caminhos para se seguir. Aos amigos, que direta ou indiretamente ajudaram nesta minha jornada de desenvolvimento. "Se você pensa que pode ou pensa que não pode fazer algo, de qualquer forma você está certo" Henry Ford RESUMO Este trabalho apresenta um estudo do processo de aperto de um elemento de fixação em uma junta aparafusada, também conhecido como aparafusamento. O estudo incluiu a análise e identificação do fenômeno stick-slip, presente neste processo em casos particulares. Este fenômeno causa uma grande perturbação na relação torque e força durante o aparafusamento, dificultando na obtenção de uma força de união adequada para a junta. Como consequência, têm-se falhas prematuras por fadiga, danificação dos componentes e soltura espontânea. Estes motivos, somados ao fato de que o fenômeno foi pouco estudado até hoje, explicam a relevância deste trabalho. Como base para o desenvolvimento do estudo, foram utilizados os dados dos experimentos realizados em Ferreira (2014). Um modelo matemático do aparafusamento sem a ocorrência do fenômeno stick-slip foi obtido e simulado em condições específicas, onde observou-se boa representação da relação torque e força. Erros baixos na relação torque e força foram encontrados quando comparado com outros modelos de elementos finitos, teóricos e experimentos presentes na literatura, validando a etapa inicial. Posteriormente, foi incluído no modelo a identificação e reprodução do fenômeno stick-slip para a condição de montagem de porca com tratamento superficial de eletrodeposição catódica, mais conhecido como KTL. Os resultados das simulações do modelo final foram comparados com ensaios experimentais e constatou-se uma boa aderência das curvas e baixos erros de torque e do fator stick-slip, validando a etapa final. Portanto, o modelo se mostrou capaz de pre...