Title

MODELO MATEMÁTICO SEMI-ANALÍTICO PARA CÁLCULO DE TEMPERATURA E TENSÕES RESIDUAIS EM CHAPAS GROSSAS TEMPERADAS

SEMI-ANALYTICAL MATHEMATICAL MODEL FOR TEMPERATURE AND RESIDUAL STRESS PREDICTIONS IN QUENCHED PLATES

Authorship

Medeiros, Marcus Vinícius; Moreira, Luciano Pessanha; Castro, José Adilson de; Santos, Antônio Adel dos; Reis, Leonardo Camilo dos

Medeiros, Marcus Vinícius

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Moreira, Luciano Pessanha

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Castro, José Adilson de

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Santos, Antônio Adel dos

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Reis, Leonardo Camilo dos

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DOI

10.5151/2594-5297-17463

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Abstract

Foi desenvolvido um modelo matemático para cálculo de temperatura e tensões residuais em chapas grossas, no tratamento térmico de têmpera da Usiminas, unidade de Ipatinga. O modelo calcula, primeiramente, a evolução da temperatura, pelo Método dos Volumes Finitos (MVF), e, em seguida, determina o perfil de tensão residual provocado por gradientes térmicos . O modelo foi validado preliminarmente por meio de temperaturas medidas em chapas grossas, e permite incorporar o efeito do calor gerado pela transformação martensítica na evolução térmica da chapa. Os resultados do cálculo de tensões foram comparados com resultados fornecidos pelo software de elementos finitos Ansys , apresentando consistência.


A mathematical model was developed for temperature and residual stress predictions on steel plates, in quenching heat treatment process at Usiminas, Ipatinga unit. At first, the developed model provides the temperature evolution, by Finite Volumes Method (FVM), and, after that, the model gives the residual stress profile caused by thermal gradients. The model was checked by measured temperature data for steel plates, and it also permitted to include the heat released from martensitic transformation effect on steel plate temperature evolution. The stress calculation software de elementos finitos Ansys , apresentando consistência. results were compared with results achieved by finite elements software Ansys , showing consistency.

Keywords

Modelamento matemático; Tensões residuais; Chapas grossas; Têmpera.

Mathematical model; Residual stress; Steel plates; Quenching.