Obtención numérica del perfil térmico durante el paso de la fuente de calor en materiales AISI 410, 304L y 430

Autores/as

DOI:

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

Palabras clave:

Elementos finitos; Perfil térmico; Aceros inoxidables.

Resumen

El método de elementos finitos es un análisis numérico capaz de responder a varios problemas de ingeniería transitorios y no lineales. El objetivo de este trabajo fue llevar a cabo una investigación experimental de análisis numérico a través de elementos finitos, en busca de la respuesta a una entrada térmica en tres materiales inoxidables, a saber, AISI 410, AISI 304L y AISI 430. Para esto, se utilizó el software Ansys® Academic 2020. R1, las placas se modelaron en las dimensiones de 150x200x2 mm, con una trayectoria de paso para la fuente de calor de 180 mm. Los materiales fueron creados con sus propiedades físicas transitorias. La fuente de calor adoptada fue gaussiana, tomada de una extensión matemática para el software. Se consideraron las pérdidas de calor debido a la conducción en la parte, la convección y la radiación en el medio ambiente. La construcción del perfil de temperatura de cada material se construyó de acuerdo con la temperatura máxima alcanzada, la temperatura en puntos específicos y el flujo de temperatura máxima. Los datos de los perfiles de temperatura del material se compararon mediante el análisis estadístico ANOVA, utilizando la prueba de Tukey. Los resultados mostraron la posibilidad de llevar a cabo la simulación de procesos de soldadura con las condiciones de contorno adoptadas, mostraron que no hay diferencia en la temperatura máxima entre los tres materiales, sin embargo, hay una diferencia significativa entre los flujos de temperatura máxima obtenidos entre los tres materiales. hecho justificado por sus diferencias en las propiedades físicas. Además, los datos del perfil térmico permiten el análisis estructural de los materiales, así como las predicciones de los caminos a seguir para ajustar los parámetros experimentales.

Biografía del autor/a

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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Publicado

28/04/2020

Cómo citar

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. Obtención numérica del perfil térmico durante el paso de la fuente de calor en materiales AISI 410, 304L y 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 ene. 2025.

Número

Vol. 9 Núm. 7

Sección

Ingenierías

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