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Type: Dissertação
Title: Modelagem matemática e computacional do contato lubrificado de superfícies em mancais de rolamentos
Author: Bastos, Flávia de Souza
First Advisor: Vecchio, Sara Del
Referee Member: Fonseca, Leonardo Goliatt da
Referee Member: Vimeiro, Claysson Bruno Santos
Resumo: Diante da principal causa de falhas, a lubrificação inadequada, em um dos componentes mecânicos mais utilizados em maquinários industriais, motor elétrico e à combustão, turbinas hidráulicas, a vapor e eólicas, neste trabalho apresenta-se a modelagem matemática e computacional via Abaqus® do contato lubrificado entre a superfície rugosa de uma esfera com o plano rígido, o qual corresponde a pista do anel externo, ambos componentes do rolamento de um mancal. O objetivo é analisar a relação entre o atrito de escorregamento e as tensões de cisalhamento produzidos a partir do contato lubrificado entre as asperezas das superfícies, em escala microscópica. Considera-se o modelo do contato sólido-sólido sem lubrificação e o sólido-fluido no regime de lubrificação hidrodinâmico e misto. São aplicados, como dados de entrada, a geometria, as propriedades dos materiais que compõem as partes em movimento e as velocidades relativas. E como saídas, as respostas em termos de forças normais e tangenciais, tensões normais e de cisalhamento, e as pressões no contato e no fluido são obtidas. Os resultados demonstram que o modelo computacional permite averiguar os efeitos da presença da lubrificação no contato de superfícies. Uma vez que, os valores estimados, via simulação computacional, para os coeficientes de atrito no regime de lubrificação hidrodinâmico e misto (próximos a 0,0045 e 0,014, respectivamente) apresentaram alta precisão, isto é, situaram-se dentro da faixa de referência especificada na literatura.
Abstract: Due to the main cause of failure, inadequate lubrication in one of the mechanical components most used in industrial machinery, electric and combustion motor, hydraulic, steam and wind turbines, in this work the mathematical and computational model is presented by Abaqus® of the lubricated contact between the rough surface of a sphere with the rigid plane, which corresponds to the outer ring track, both components of a rolling bearing. The aim is to analyze the relationship between the slip friction and the shear stresses produced from the lubricated contact between the roughness of the surfaces, on a microscopic scale. It is considered the model of the solid-solid contact without lubrication and the solid-fluid in the regimen of hydrodynamic and mixed lubrication. As input data, the geometry, the properties of the materials making up the moving parts and the relative velocities are applied. And as outputs, the responses in terms of normal and tangential forces, normal and shear stresses, and contact and fluid pressures are obtained. The results demonstrate that the computational model allows to verify the effects of the presence of the lubrication in the contact of surfaces. As the estimated values, through computational simulation, for the coefficients of friction in the hydrodynamic and mixed lubrication regime (close to 0,0045 and 0,014, respectively) presented high precision, that is, they were within the reference range specified in the literature.
Keywords: Lubrificação
Rugosidade
Interação fluido-estrutura
Atrito
Método dos elementos finitos
Abaqus®
Lubrication
Roughness
Fluid-structure interaction
Friction
Finite element method
Abaqus®
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10124
Issue Date: 2-Feb-2019
Appears in Collections:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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