Numerical obtaining of the thermal profile during the passage of the heat source in the materials AISI 410, 304L and 430

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.3884

Keywords:

Finite elements; Thermal profile; Stainless steels.

Abstract

The finite element method is a numerical analysis capable of answering several transient, non-linear engineering problems. The objective of this work was to carry out an experimental research of numerical analysis via finite elements, in search of the answer to a thermal input in three stainless materials, namely AISI 410, AISI 304L and AISI 430. For this, the software Ansys® Academic 2020 was used. R1, plates were modeled in the dimensions of 150x200x2 mm, with a passage path for the heat source of 180 mm. The materials were created with their transient physical properties. The heat source adopted was Gaussian, taken from a mathematical extension for the software. Heat losses due to conduction in the part, convection and radiation in the environment were considered. The construction of the temperature profile of each material was built according to the maximum temperature reached, temperature at specific points and maximum temperature flow. The data of the material temperature profiles were compared using ANOVA statistical analysis, using the Tukey test. The results showed the possibility of carrying out simulation of welding processes with the adopted boundary conditions, showed that there is no difference in maximum temperature between the three materials, however there is a significant difference between the maximum temperature flows obtained between the three materials, fact justified by their differences in physical properties. In addition, the thermal profile data allows structural analysis of the materials, as well as predictions of paths to follow in adjusting experimental parameters.

Author Biographies

Rafael Leandro Fernandes Melo, Instituto Federal do Ceará. Universidade Federal do Ceará

Professor E.B.T.T D102 do Instituto Federal do Ceará - IFCE. Avaliador de cursos de graduação do Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira - INEP. Doutorando em Engenharia dos Materiais pela Universidade Federal do Ceará. Mestre em Engenharia dos Materiais pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido (2019) - UFERSA, graduado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido (2016) - UFERSA. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica e Engenharia de Materiais, com ênfase em modelagem computacional de materiais metálicos, semi-metálicos e orgânicos.

Allan da Silva Maia, Instituto Federal do Ceará

Possui graduação em QUÍMICA pela Universidade Estadual do Ceará (2012) e graduação em ELETROMECÂNICA pelo Instituto Centro de Ensino Tecnológico (2007). Atualmente é professor efetivo do Instituto Federal do Ceará. em experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Manutenção Elétrica. Atuou com os seguintes temas: polissacarídeos, lectinas, cromatografia e zeólitas. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Soldagem, atuando principalmente nos seguintes temas: descontinuidade, dimensionamento, ensaios mecânicos, AWS E ASME seção IX e ensaios não destrutíveis.

Dehon da Rocha Junior, Instituto Federal do Ceará

Possui Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica (2020) pela UFRN. Especialização em Engenharia e Gerenciamento de Manutenção (2017) e em Engenharia de Produção pela Universidade Cândido Mendes (2017). Graduação em Engenharia Mecânica (2016) e em Ciência e Tecnologia (2013) pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Atuou em manutenção de conjuntos motobombas submersas na empresa DJ Motores Elétricos (2012 à 2017). Atualmente atua como Professor do IFCE (desde 2019).

 

Alessandro Jacinto Rodrigues Carvalho, Instituto Federal do Ceará

Bacharel em Ciência e Tecnologia pela UFERSA desde 2012 e Graduado em Engenharia Mecânica desde 2015. Possui participação na fundação da equipe do projeto de extensão Cactus Baja SAE participando na equipe do subsistema de frenagem dimensionando e desenhando peças através da utilização de softwares CAD e usinagem gerais do protótipo com a utilização de máquinas de usinagem convencionais como torno mecânico e fresadora. Durante a graduação também foi monitor da disciplina Laboratório de Ondas e Termodinâmica durante 2 anos. Possuo bom conhecimento em inglês, Excel, Word e Power Point. Realizou o estágio curricular obrigatório na Indústria cimenteira Mizu Cimentos liderando e atuando diretamente na manutenção preditiva com ênfase na Análise de desgastes dos moinhos, análise de vibração dos equipamentos rotativos e análise de óleo de redutores e unidades hidráulicas de toda a unidade fabril. Após a graduação o mesmo ingressou novamente na Mizu Cimentos no cargo de Engenheiro Mecânico Trainee continuando a atuação na área de manutenção preditiva citada anteriormente e expandindo o campo de atuação para o planejamento, programação e controle de grandes paradas envolvendo equipes de manutenção mecânica, elétrica/instrumentação e de produção. Durante as atividades foi solicitado transferência para unidade da Polimix Ambiental, empresa do mesmo grupo porém de atuações no mercado diferente, atuando nesta como Líder de Manutenção Mecânica coordenando, planejando e programando as atividades de manutenção e melhorias industriais.

Fernanda Monique da Silva, Instituto Federal do Ceará

Professora do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico no Instituto Federal do Ceará. Mestra em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Bacharel em Ciência e Tecnologia pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido e Bacharel em Engenharia Mecânica.

Paulo Ricardo Queiroz, Instituto Federal do Ceará

Técnico em Mecânica Industrial pelo Centro de Educação e Tecnologias Ítalo bologna (SENAI/CETIB)- RN. Bacharel em Ciência e Tecnologia pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Engenheiro Mecânico pela Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Mestrando em Engenharia Mecânica pela UFPB. Experiência na área de Processos de fabricação: (Usinagem CNC/ Convencional/ Metalurgia do pó). Experiência na área de materiais mecânicos: (Compósitos e Ligas com efeito memória de forma). Experiência na área de manufatura aditiva- (Impressão 3d). Trabalhou como professor de nível técnico no curso de mecânica industrial nas escolhas (SENAI e CEPEP). Atualmente é professor substituto do IFCE-Campus Jaguaribe.

Isabel Cristina da Cósta Souza, Secretaria do Estado do Rio Grande do Norte

Possui graduação em Ciências Biológicas (licenciatura) pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN), mestrado e doutorado em Bioquímica pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Possui experiência em pesquisa nas áreas de cultivo in vitro de tecidos vegetais, transformação genética de plantas e indução de resistência vegetal contra o ataque de fitopatógenos. Atualmente é professora da rede de ensino pública do estado do Rio Grande do Norte.

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Published

28/04/2020

How to Cite

MELO, R. L. F.; MAIA, A. da S.; ROCHA JUNIOR, D. da; CARVALHO, A. J. R.; SILVA, F. M. da; QUEIROZ, P. R.; SOUZA, I. C. da C. Numerical obtaining of the thermal profile during the passage of the heat source in the materials AISI 410, 304L and 430. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 7, p. e63973884, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i7.3884. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3884. Acesso em: 15 jan. 2025.

Issue

Vol. 9 No. 7

Section

Engineerings

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