Eliete Pereira - LEPTEN - Universidade Federal de Santa Catarina

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4CAPITULO IIREVISÃO BIBLIOGRÁFICAEste capítulo apresenta uma revisão de alguns dos principais trabalhos encontradosna literatura sobre distribuição de pressão de contato e condutância térmica de contato dejuntas aparafusadas. A determinação da condutância térmica de contato de uma juntaaparafusada depende do conhecimento da distribuição de pressão na interface das placas,além de outros fatores. A maioria dos estudos teóricos e experimentais em juntasaparafusadas tem sido conduzida considerando uma condição de assimetria nocarregamento entre duas placas aparafusadas, como mostra a Figura 2.1. A distribuição depressão é função de variáveis geométricas tais como: espessura das placas (t 1 e t 2 ), raios dahaste (a) e da cabeça (b) do parafuso, raio de contato (c), propriedades mecânicas daschapas, força axial do parafuso e características das superfícies de contato.t2t1Figura 2.1 – Junta aparafusada.2.1 Distribuição de PressãoRötsher (1927) apud Fernlund (1961) foi um dos primeiros investigadores a calcular oraio de contato de duas placas em uma junta aparafusada. Ele considerou que a tensão detal junta se dispersa dentro de um tronco de cone de semi-ângulo de 45° (ver ângulo α na
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5Figura 2.1), e que a pressão da interface é constante até a distância do raio de contato (c).Essa hipótese foi a primeira aproximação para o raio de contato, mas a distribuição depressão não foi caracterizada satisfatoriamente.Fernlund (1961) desenvolveu um método analítico a partir da teoria da elasticidadepara se obter a distribuição de pressão na interface de duas placas aparafusadas em funçãodo seu raio. Este pesquisador utilizou o método de transformada de Hankel e considerandoque duas placas aparafusadas de mesma espessura e mesmo material em contato podemser representadas por uma única. A pressão de contato entre as duas placas é assumidacomo igual à tensão no plano médio da placa única. Como o método desenvolvido era dedifícil aplicação, foi proposto um método aproximado, onde a pressão de contato foirepresentada por um polinômio de quarta ordem em função do raio adimensional r/a. Estemétodo será comparado com os dados experimentais do presente trabalho mais adiante.Gould e Mikic (1971) investigaram a distribuição de pressão e o raio de contatousando o método de elementos finitos. Eles usaram tanto o modelo de uma única placaquanto o modelo de duas placas, para várias configurações geométricas (t/a = 1, 1,33, 2 eb/a=1,3, 1,6, 2,2, 3,1). O modelo de duas placas considera tensão de cisalhamento no raiode contato entre as placas, o que provoca deslocamento superficial na interface, diferentedo que o modelo prevê em uma placa única. A comparação do resultado desses doismodelos mostra que o raio de contato calculado com o modelo de duas placas é menor doque o modelo de única placa, ou seja, a área de contato é significantemente diferente. Elesfizeram também uma comparação entre juntas com placas de mesma espessura e deespessuras diferentes. Esta comparação mostrou que o raio de contato do par deespessuras diferentes é menor do que o par de placas de espessuras iguais. Os valorescalculados e experimentais do raio de contato mostram boa concordância com os cálculosdo modelo de duas placas. Vale ressaltar que os dados experimentais foram obtidos pordois métodos: técnica de auto-radiografia e medição da área polida ao redor do furo doparafuso das placas causada pelo escorregamento sob uma carga na zona de contato.Plock (1971) apud (Mittleback et al. 1994), investigou o raio de contato equivalente àpressão de contato exercida pelo parafuso, usando papéis sensitivos de pressão,semelhantemente à técnica empregada no presente trabalho. Ele verificou que o raio decontato é maior do que o determinado pela técnica de Rötsher.Bradley et al. (1971) utilizaram a análise de congelamento de tensão fotoelásticatridimensional para medir a distribuição de pressão. Este método pode ser empregado complacas de epoxy. Nove diferentes geometrias foram estudadas. Foi observado que,aumentando a razão entre os raios da cabeça do parafuso e do furo do parafuso,aumentam-se também os valores de pressão da junta aparafusada. Observaram também
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