Desenvolvimento e validação preliminar de máquina de flexão rotativa para ensaios de fadiga em implantes odontológicos

• Main Author: Kafka, Tahiriny Ghizoni
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2014
• Subjects: Engenharia mecânica; Fadiga; Implantes dentários; Mecatrônica
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/123424

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. === Made available in DSpace on 2014-08-06T18:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327167.pdf: 38290710 bytes, checksum: 80ce758e0620695d8f4e49d01861f95f (MD5) Previous issue date: 2014 === Componentes mecânicos submetidos a esforços cíclicos podem romper com carregamentos bem inferiores aos necessários para a ruptura, num carregamento quase estático. Além do carregamento, a geometria e o acabamento, bem como outros fatores que influenciam as propriedades da camada limite (camada afetada pelo processo de fabricação), determinam o número de ciclos e o carregamento que pode ser aplicado ao componente. Com o propósito de evitar possíveis falhas causadas pela fadiga, componentes fabricados nos diversos materiais devem ser submetidos a ensaios. Os ensaios devem imitar os carregamentos que representam os mesmos em que os componentes serão usados e permitem ao projetista assegurar que os mesmos possuam resistências suficientes para atuar em suas atividades futuras e serão capazes de suportar as cargas que lhes serão atribuídas. Estes ensaios são demorados e a obtenção de informações confiáveis na literatura é bastante restrita. Para diminuir o tempo de avaliação do comportamento de fadiga de pequenos componentes, foi projetado e construído um equipamento para ensaio de flexão rotativa de múltiplos eixos em paralelo, acionado por um único motor servo-controlado, no qual são utilizados corpos de provas fabricados de aço ABNT 1.020, a partir de uma barra trefilada com 8mm de diâmetro, apresentando um estrangulamento central. Todos os corpos de prova são fabricados com as mesmas condições de usinagem em máquinas CNC, representando, assim, o elemento em avaliação. Para a análise das falhas, ensaios são realizados sob diferentes carregamentos, aplicados na extremidade livre a uma distância preestabelecida do estrangulamento, onde é aplicada a carga de ensaio por um peso. Os resultados mostram um comportamento típico, já observado por Wöhler, diminuindo o número de ciclos com o aumento da carga e apresentando vida infinita para carregamentos abaixo da tensão crítica. No entanto, observou-se também que a dispersão dos resultados é bastante grande, o que exige um refinamento de ensaio para garantir informações confiáveis ao projetista.<br> === Abstract : Mechanical components subjected to cyclic stresses can break with lower loadings that the necessary to rupture, in an almost static loading. Besides the loading, the geometry and the finish, as well other factors that influence the properties of the boundary layer (layer affected by the manufacturing process), determine the number of cycles and the loading that can be applied to the component. In order to avoid possible failures caused by fatigue, components manufactured in various materials should be subjected to tests. The tests should mimic the loads representing the loadings in which the components will be used and allow the designer ensure that they have sufficient resistance to act in their future activities and be able to withstand the loads that will be assigned. These tests are time consuming and the obtaining of reliable information in the literature is quite limited. To reduce the evaluation time of fatigue behavior of small components, an equipment for rotating bending test with multiple in parallel axes, controlled by a single servo-controlled motor was designed and built, which uses specimens made of AISI 1.020, cold drawn steel bars with 8mm in diameter, with a central strangulation. All specimens are manufactured with the same machining conditions on CNC machines, thus representing the element under evaluation. For the analysis of failures, tests are conducted under different loads, applied in the free extremity at a preset distance from the strangulation, where is applied the test load by a weight. The results show a typical behavior that has been observed by Wöhler, reducing the number of cycles with increasing load and presenting infinite life for loads below the critical stress. However, it was observed that the dispersion of the results is quite large, which requires a refinement of test to ensure reliable information to the designer.