Numerical analysis and experimental assessment of impact wear resistant coatings : electrode, nylon, pc-abs and polyurethane

Abstract

Devido a necessidade de aumentar a eficiência de produção, máquinas são submetidas a condições de trabalho cada vez mais severas. Com isso, observa-se cada vez mais o desgaste prematuro de componentes mecânicos, diminuição de sua vida útil e aumento de custos com manutenção. Uma das formas de se prolongar a vida útil de componentes é a utilização de proteções superficiais como por exemplo os eletrodos, polímeros, compósitos e arame tubular. Este trabalho apresenta um modelo numérico tridimensional para análise de compressão estática em configuração esfera-plano. O comportamento mecânico dos sólidos é modelado segundo o crítério de von Mises. São estudados dois materiais de base (aço SAE 1045 e SAE 1020) e quatro revestimentos (Eletrodo Duro, Nylon, PC-ABS e Poliuretano). Testes experimentais são realizados em espécimes com o revestimento eletrodo duro com a finalidade de obter informação adicional sobre suas propriedades mecânicas. Já para o Nylon, PC-ABS e Poliuretano são utilizadas informações obtidas da literatura. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento de materiais revestidos submetidos a cargas compressivas severas (2kN). São analisadas a tensão equivalente de von Mises, a deformação plástica equivalente e a profundidade de indentação. Resultados demonstram que o uso de revestimento pode levar a um aumento significativo da resistência à compressão. Porém, para a escolha do revestimento faz-se necessário avaliar as condições de trabalho. Recomenda-se o uso de eletrodo para cargas maiores que 1kN e o uso dos polímeros para aplicações em que se tem cargas compressivas menores que 500N.