Publicação: Estudo de técnicas de problemas inversos bidimensionais: aplicação em processos de usinagem
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Resumo
Este trabalho investiga o uso de técnicas de problemas inversos em condução de calor. A atenção, nesse caso, é voltada para a obtenção dos campos térmicos superficiais presentes em ferramentas de corte durante um processo de usinagem. A estimação do fluxo de calor superficial se dá através da minimização de uma função erro, definida pelo quadrado da diferença entre temperaturas experimentais e calculadas. Uma avaliação das condições de contorno reais desse processo de usinagem indica a complexidade do problema térmico, implicando numa análise tridimensional. Nesse sentido, numa primeira abordagem, o uso de hipóteses simplificativas permite análises unidimensional e bidimensional. O fluxo de calor gerado num processo de usinagem foi simulado numericamente no intuito de se permitir uma maior flexibilidade na análise da técnica usada. Este trabalho apresenta resultados de ambas análises. Na análise unidimensional, há a imposição de uma evolução de fluxo de calor unidirecional e linear na superfície de corte da ferramenta. Na análise bidimensional, a evolução linear de fluxo de calor imposta varia com o tempo e com a posição. Permite-se nesse caso, a admissão de perdas de calor pelas laterais. A avaliação dos resultados obtidos indica que essa metodologia pode ser aplicada com sucesso em processos de usinagem.
Abstract
This work treats techniques for solving inverse heat conduction problems related to tools used in machining. The surface heat flux can be estimated from experimental and calculated temperature data. An evaluation of boundary conditions of metal cutting indicates the complexity of the thermal problem and a three-dimensional analysis is necessary. I-Iowever, in a first study, the use of a simplified hypothesis enables one-dimensional and two-dimensional analyses initially. The heat source due the machining process was simulated numerically to permit a great flexibility in the analysis of the technique used. This work presents the results of both the one-dimensional and two-dimensional analyses. In the one-dimensional analysis, the tool rake face appears to a one-dimensional linear heat transfer history. In the two-dimensional analysis, the linear heat transfer history varies with time and position. In that case, the heat appeared to be lost laterally.
The evaluation of results indicates the cases that the methods can be applied successfully.
Palavras-chave
Problemas inversos, Estimação de parâmetros, Análise bidimensional, Condução de calor, Usinagem, Inverse problems, Parameter estimation, Two-dimensional analysis, Heat conduction, Machining
Citação
LIMA, Frederico Romagnoli Silveira. Estudo de técnicas de problemas inversos bidimensionais: aplicação em processos de usinagem. 1996. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.1996.20
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