Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26958
ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-1267-6089
Tipo de documento: Tese
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Estudo do Desempenho Térmico de Ferramentas de Corte Revestidas a partir da Obtenção da Solução Analítica de um Modelo Térmico de Condução de Calor 3D Transiente Dupla Camada
Título (s) alternativo (s): Study of the Thermal Performance of Coated Cutting Tools from Obtaining the Analytical Solution of a Transient two-Layer Transient 3D Heat Conduction Model.
Autor: Oliveira, Gabriela Costa
Primer orientador: Guimarães, Gilmar
Primer miembro de la banca: Silva, Márcio Bacci da
Segundo miembro de la banca: Souza, Francisco José de
Tercer miembro de la banca: Silva, Sandro Metrevelle Marcondes de Lima e
Cuarto miembro de la banca: Guths, Saulo
Resumen: A evolução tecnológica da produção de ferramentas levou ao desenvolvimento e a aplicação de revestimentos de ferramentas facilitando o corte por atrito através da atuação nos mecanismos tribológicos. Uma das principais funções dos revestimentos é o de proporcionar um menor desgaste da ferramenta, porém as características de isolamento térmico é outro efeito desejado. Este trabalho é dedicado ao desenvolvimento de ferramentas matemáticas para o estudo do comportamento térmico de ferramentas revestidas durante a simulação de um processo de corte ortogonal. Neste sentido, desenvolvem-se soluções analíticas aliadas à técnica inversa TFBGF (transfer function based Green's functions) para a estimativa do fluxo de calor gerado na interface peça-ferramenta revestida. Apresentam-se soluções de dois problemas diretos relacionados á ferramenta revestida: um problema térmico mais simples, 1D multicamada transiente para um melhor entendimento do desenvolvimento da metodologia de solução e o problema 3D transiente dupla camada que simula o problema de usinagem ortogonal. Apresentam-se ainda a técnica inversa TFBGF e a proposta de adaptação a problemas de dupla camada. As soluções dos problemas diretos relacionados, 1D e 3D, são verificadas para se garantir a implementação numérica das soluções. Análises da influência da espessura e das propriedades térmicas do revestimento em amostras duplas camada são também apresentadas. Estudam-se a influência das propriedades térmicas de vários tipos de revestimento, a variação de temperatura na interface peça ferramenta, na interface revestimento e substrato e na obtenção do fluxo de calor gerado na interface. A obtenção da solução analítica de um problema 3D transiente, dupla camada com aquecimento parcial representa uma grande contribuição desse trabalho, uma vez que esta solução não se encontra disponível na literatura. A adaptação da técnica TFBGF para domínios dupla camada também se mostra uma ferramenta poderosa no estudo de materiais revestidos.
Abstract: The technological evolution of the production of tools led to the development and application of tool coatings facilitating the frictional cutting through the performance in the tribological mechanisms. One of the main functions of the coatings is to provide less wear of the tool, but the thermal insulation characteristics is another desired effect. This work is dedicated to the development of mathematical tools for the study of the thermal behavior of coated tools during the simulation of an orthogonal cutting process. In this sense, analytical solutions were developed in conjunction with the TFBGF(transfer function based Green's functions) inverse technique for estimating the heat flux generated at the coated tool interface. We present solutions of two direct problems related to the coated tool: a simpler thermal problem, 1D transient two-layer for a better understanding of the development of the solution methodology and the 3D transient two-layer problem that simulates the problem of orthogonal machining. This work presents the TFBGF inverse technique and the proposal of adaptation to two-layer problems. The solutions of the related direct problems, 1D and 3D, were verified to guarantee the numerical implementation of the solutions. Analysis of the influence of the thickness and the thermal properties of the coating on two-layer samples are also presented. The influence of the thermal properties of various types of coating, the temperature variation in the tool piece interface, the coating and substrate interface and the generation of heat generated at the interface were studied. Obtaining the analytical solution of a transient 3D two-layer partial heating problem represents a major contribution of this work since this solution is not available in the literature. The adaptation of the TFBGF technique to two-layer domains also proves to be a powerful tool in the study of coated materials.
Palabras clave: Funções de Green
solução analítica
Multicamada
condução de calor
ferramentas revestidas
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Cita: OLIVEIRA, Gabriela Costa. Estudo do Desempenho Térmico de Ferramentas de Corte Revestidas a partir da Obtenção da Solução Analítica de um Modelo Térmico de Condução de Calor 3D Transiente Dupla Camada. 2019. 129 f. Tese (Tese em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2033
Identificador del documento: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2033
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26958
Fecha de defensa: 28-jun-2019
Aparece en las colecciones:TESE - Engenharia Mecânica

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