Determinação das constantes acustoelásticas para a medição de tensões residuais em trilhos soldados por centelhamento
The economic importance of railways has generated more studies regarding improvements in this modal. The rail is the component responsible for guiding the rail vehicles and this contact with the rail generates service stresses that, added to the residual stresses, can cause the rail to collapse. The...
| Autor principal: | SILVA, Rute Nara de Jesus Farias da |
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| Grau: | Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
2022
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3867 |
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oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-38672022-07-23T23:10:09Z Determinação das constantes acustoelásticas para a medição de tensões residuais em trilhos soldados por centelhamento SILVA, Rute Nara de Jesus Farias da MACHADO, Paulo Cordeiro http://lattes.cnpq.br/0133330144786049 COSTA, Ednelson da Silva http://lattes.cnpq.br/0045584096510351 https://orcid.org/ 0000-0003-4375-6812 Trilhos ferroviários Birrefringência acústica Constante acustoelástica Tensão residual Rail tracks Acoustic birefringence Acoustoelastic constant Residual stresses CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA The economic importance of railways has generated more studies regarding improvements in this modal. The rail is the component responsible for guiding the rail vehicles and this contact with the rail generates service stresses that, added to the residual stresses, can cause the rail to collapse. The regions close to the welds are, in general, the most fragile regions and more susceptible to macro and micro structural defects that may or may not generate more residual stresses. The present work aimed to determine the acoustoelastic constant in the regions of HAZ and CS of a rail with TR68 profile, welded by electric butt welding with sparking (Flash Butt Welding-FBW). And later quantify the difference of residual tension (σ1-σ2) existing in these regions. Specimens were sectioned and then subjected to subcritical annealing heat treatment for stress relief. A tensile test was performed to determine the yield stress, the initial birefringence of the material was determined, a fractional loading test was performed to simultaneously determine the birefringences in each load, which generated linear curves in the load x birefringence graphs, where the slope is the acoustoelastic constant. Finally, the residual voltage difference is calculated. It was observed that the difference in residual stresses in the HAZ region of the head for the two welded rails (J1 and J3) are compressive, as well as in the HAZ of the web, with maximum magnitudes of 40.2 MPa and 30.6 MPa. A importância econômica das ferrovias tem gerado mais estudos referentes às melhorias nesse modal. O trilho é o componente responsável por guiar os veículos ferroviários e esse contato roda-trilho gera tensões de serviço que, somadas às tensões residuais, podem fazer o trilho entrar em colapso. As regiões próximas às soldas são, no geral, as regiões mais fragilizadas e mais suscetíveis a defeitos macro e microestruturais que podem ou não gerar mais tensões residuais. O presente trabalho teve como objetivo determinar a constante acustoelástica nas regiões da ZAC (Zona termicamente afetada pelo calor) e CS (Centro de Solda) de um trilho de perfil TR68, soldado por solda elétrica topo a topo com centelhamento (Flash Butt Welding- FBW), e posteriormente quantificar a diferença de tensão residual (σ1-σ2) existente nessas regiões. Realizou-se ensaio de tração em 6 CP’s (3 do boleto e 3 da alma) para a determinação da tensão de escoamento. Para a determinação de B0, foram usinados 2 corpos de prova (1 do boleto e 1 da alma) e submetidos ao tratamento térmico de recozimento subcrítico para alívio de tensões. Efetuou-se o ensaio de carregamento fracionado para simultaneamente determinar as birrefringências em cada carga, que, geraram curvas lineares nos gráficos de carga x birrefringência, onde o coeficiente angular é a constante acustoelástica. E, por fim, calculado a diferença de tensão residual. Observou-se que a diferença de tensões na região de ZAC do boleto para os dois trilhos soldados (T1 e T3) são compressivas, assim como na ZAC da alma, sendo as magnitudes máximas de 40,2 MPa e 30,6 MPa. 2022-02-25T21:19:32Z 2022-02-25T21:19:32Z 2022-02-10 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação SILVA, Rute Nara de Jesus Farias da. Determinação das constantes acustoelásticas para a medição de tensões residuais em trilhos soldados por centelhamento. Orientador: Paulo Cordeiro Machado. 2022. 79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2022. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3867. Acesso em:. https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3867 por Acesso Aberto Disponível na internet via Sagitta |
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Biblioteca Digital de Monografias - UFPA |
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The economic importance of railways has generated more studies regarding improvements in this modal. The rail is the component responsible for guiding the rail vehicles and this contact with the rail generates service stresses that, added to the residual stresses, can cause the rail to collapse. The regions close to the welds are, in general, the most fragile regions and more susceptible to macro and micro structural defects that may or may not generate more residual stresses. The present work aimed to determine the acoustoelastic constant in the regions of HAZ and CS of a rail with TR68 profile, welded by electric butt welding with sparking (Flash Butt Welding-FBW). And later quantify the difference of residual tension (σ1-σ2) existing in these regions. Specimens were sectioned and then subjected to subcritical annealing heat treatment for stress relief. A tensile test was performed to determine the yield stress, the initial birefringence of the material was determined, a fractional loading test was performed to simultaneously determine the birefringences in each load, which generated linear curves in the load x birefringence graphs, where the slope is the acoustoelastic constant. Finally, the residual voltage difference is calculated. It was observed that the difference in residual stresses in the HAZ region of the head for the two welded rails (J1 and J3) are compressive, as well as in the HAZ of the web, with maximum magnitudes of 40.2 MPa and 30.6 MPa. |
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