Eliete Pereira - LEPTEN - Universidade Federal de Santa Catarina

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 12Um estudo a respeito de modelos analíticos existentes, que descrevem acondutância térmica de contato de juntas de alumínio/alumínio e alumínio/aço inoxidável, foirealizado por Marotta e Fletcher (1998). Os autores utilizaram placas de alumínio 6061 e açoinoxidável 304. Nesta pesquisa foram considerados tanto modelos plásticos quanto elásticosambos em condições de ambiente de vácuo. Além da utilização de dados experimentais daliteratura referente às características escritas acima, também foram realizados experimentospor eles para a validação dos modelos da literatura. Esta pesquisa levou-os a conclusão quemodelos elásticos obtinham melhores comparações (embora estes não levassem emconsideração a fina camada de óxido formada nas placas de alumínio) tanto com dadosexperimentais da literatura quanto com os dados que eles obtiveram. Uma fina camada deóxido se forma naturalmente nas placas de alumínio e influenciam na condutância térmicade contato.A seguir serão apresentados os modelos analíticos para distribuição de pressão econdutância térmica de contato, que serão utilizados mais tarde na comparação com osdados experimentais do presente trabalho.2.3 Modelos Analíticos de Distribuição de PressãoComo já apresentado neste capítulo, na literatura encontram-se vários modelos paraa distribuição de pressão de contato de juntas aparafusadas. Alguns são baseados emmétodos numéricos enquanto outros, analíticos. Nesta dissertação, dois modelos analíticosserão empregados. Estes foram escolhidos por possuírem uma boa comparação com dadosexperimentais e modelos numéricos da literatura. Um dos modelos tem um caráterespeculativo, ou seja, este propõe três tipos de distribuições de pressão.O primeiro modelo a ser empregado neste estudo é o de Fernlund (1961), que comojá observado, propõe um método para calcular a distribuição de pressão a partir de umapressão uniforme simetricamente aplicada ao redor do furo central de duas placas deextensão infinita. Maiores detalhes sobre o modelo deste autor serão apresentados a seguir.A distribuição de pressão entre as placas foi calculada a partir do método matemáticoconhecido como de superposição. Vemos um esquema da solução deste método na Figura2.2, onde a e b refere-se ao raio onde a pressão p é aplicada e d é a espessura das placas.Sneddon (1946) apud Fernlund (1961) estudou a junta a e b, como um meio elástico limitadopor duas placas paralelas de distancia infinita, sendo que a pressão é distribuídasimetricamente sob a linha normal da superfície. Por superposição dos casos a e b,Fernlund propôs a solução do caso c da Figura 2.2. Assumindo que não há deslocamentoentre duas placas em contato e se estas possuem mesma espessura, as placas podem ser
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 13consideradas como um único corpo elástico. Porém, se as placas possuem espessurasdiferentes, esta hipótese pode levar a erros consideráveis.bzpazpdrdrddbpap(a) Pressão simétrica em b(b) Pressão simétrica em abzapdrdbap(b) Pressão simétrica em (b – a)Figura 2.2 – Superposição de pressão.Para calcular o raio de contato entre as placas sujeitas a uma força sobre uma região(parafuso ou arruela), Fernlund (1961) utilizou o modelo proposto por Rötsher (1927), ondeo raio de contato é limitado por dois troncos de cone com ângulos de 45° (ver Figura 2.1). Oraio do contato, ou seja, da região circular ao redor do parafuso onde a pressão de contato édiferente de zero, é dado pela seguinte equação:c = b + d(tan α ) , (2.1)
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