1. Repositório Institucional - Universidade Federal de Uberlândia
2. Faculdade de Engenharia Mecânica (FEMEC)
3. TCC - Engenharia Mecatrônica

ORCID:	http://orcid.org/0009-0008-2542-9846
Document type:	Trabalho de Conclusão de Curso
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Otimização de propriedades mecânicas em materiais utilizando evolução diferencial
Author:	Naves, Saint Clair Alves
First Advisor:	Assis, Pedro Augusto Queiroz de
First member of the Committee:	Lobato, Fran Sérgio
Second member of the Committee:	Almeida, Luiz Fernando Maia de
Summary:	Este trabalho envolve um estudo sobre a determinação de propriedades mecânicas de materiais, com foco especial no teste de indentação instrumentada (IIT) e na aplicação da plastometria (abordagem empregada para determinar propriedades mecânicas). Especificamente, buscou-se identificar o coeficiente de dureza k e o coeficiente de encruamento n de três materiais distintos - aço AISI 4340 28HRC, liga de níquel UNS N06022 (C-22) e liga de alumínio AMS 4050 T7451 (7050). Com esse propósito, uma simulação por elementos finitos da IIT foi apresentada, desde a modelagem da geometria até a definição das propriedades do material. Mais ainda, a implementação de Evolução Diferencial (ED) para minimizar a diferença entre os perfis de calota experimental e simulado. Nessa implementação, as variáveis de otimização serão inicialmente as propriedades plásticas n e k da equação de Hollomon. Posteriormente, o módulo elástico E também será incluído como variável de otimização. Primeiramente serão geradas comparações entre os perfis de calota experimental e simulado com os parâmetros determinados a partir do ensaio à tração. O modelo apresentou boa representação nos resultados para o C22 e o Aço 4340 de dureza 28HRC. No entanto, a representatividade para o Alumínio 7050 será pouco precisa devido ao alto valor de ajuste Sred registrado. Então, adotando apenas n e k como variáveis de otimização na ED, a plastometria resultou em valores inadequados para as propriedades mecânicas e, consequentemente, em uma baixa representatividade da fase plástica da curva tensão × deformação para os três materiais analisados, muito embora gerará valores inferiores de Sred em relação aos determinados com as propriedades do ensaio à tração. Isso poderá estar associado com a existência de "materiais fantasmas", como descrito por Chen et al. (2007). Para mitigar o problema, a inclusão do Módulo Elástico E como variável de otimização será realizada. Desta forma, o modelo experimental se adequará significativamente ao experimental considerando o baixo valor de Sred obtido. O erro de k para o aço será de 6,5 % para o Algoritmo Genético (AG) e de 6,9 % na abordagem da ED, enquanto o valor de n para o níquel será estimado com um erro de 9,1 %. Notavelmente, o algoritmo genético foi capaz de estimar corretamente o valor desse parâmetro. Ainda mais, os parâmetros n e k do Alumínio 7050 serão estimados com precisão para a ED, com um erro abaixo de 1 %.
Keywords:	Propriedades mecânicas Indentação instrumentada Simulação numérica Otimização de parâmetros Evolução Diferencial
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Quote:	NAVES, Saint Clair Alves. Otimização de propriedades mecânicas em materiais utilizando evolução diferencial. 2024. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024.
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41772
Date of defense:	19-Apr-2024
Appears in Collections:	TCC - Engenharia Mecatrônica

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