Mostrar registro simples

dc.contributor.authorMelo, Caiuã
dc.date.accessioned2023-05-22T13:18:40Z
dc.date.available2023-05-22T13:18:40Z
dc.date.issued2021-04-07
dc.identifier.citationMELO, Caiuã. Computational modeling of rubber multiaxial pressing applied to ceramic materials. 2021. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18049.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18049
dc.description.abstractUniaxial and isostatic powder pressing are well known processes. However, disadvantages such as the production of heterogeneous parts or low productivity, respectively, are intrinsic drawbacks. Rubber Multiaxial Pressing (RMP) is an alternative process to overcome these disadvantages. In RMP, the pressing tool consists of a flexible rubber mold, confined in a rigid die, where pressing takes place by the action of a piston. This loading is transferred to the powder in the inner cavity of the rubber mold, whose distribution depends on the geometry of the tool parts and the tribological conditions between them. One drawback of RMP lies in the tool design stage due to the challenge of accurately predicting the shape of the flexible mold in its deformed configuration. The complexity of the deformed geometry is due to inhomogeneous strains induced by the nonlinear mechanical behavior of rubber and powder, as well as by the tribological conditions. In this context, this study aims to investigate the process characteristics and use the finite element (FE) simulation to assist in tool design for RMP, thus enabling the manufacture of compacted parts with a geometry that meets the dimensional requirements and a mechanical strength that allows the part to retain its integrity during the next stages of processing. To perform reliable numerical analysis, a characterization of the mechanical behavior of the involved materials is required. Mechanical tests were performed to characterize the rubber used in the mold and the alumina powder. Once the constitutive models were identified, FE analyses of the RMP were performed. The case study explored by this research project was the pressing of an alumina ceramic femoral head for hip implant. Finally, experimental and computational results were compared in order to highlight the accuracy of the numerical analyses implemented.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoengeng
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPrensagem multiaxial com elastômeropor
dc.subjectAnálise em elementos finitospor
dc.subjectCorrelação de imagens digitaispor
dc.titleComputational modeling of rubber multiaxial pressing applied to ceramic materialseng
dc.title.alternativeModelagem computacional da prensagem multiaxial com elastômero aplicada a materiais cerâmicospor
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Canto, Rodrigo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1316268411830615por
dc.description.resumoAs prensagens uniaxial e isostática são processos bem conhecidos. No entanto, apresentam desvantagens como a produção de peças heterogêneas ou baixa produtividade, respectivamente. A Prensagem Multiaxial com Elastômero (RMP, na sigla em inglês) é uma alternativa para reduzir estas desvantagens. Na RMP o ferramental de prensagem é composto por um molde flexível, confinado em uma forma rígida, onde é submetido à ação de um pistão. Este carregamento é transferido ao pó presente na cavidade interna do molde elastomérico de forma multiaxial. Uma desvantagem da RMP está na etapa de projeto do ferramental, pois é difícil prever a forma do molde flexível em seu estado deformado. A geometria deformada é complexa devido às deformações não-homogêneas induzidas principalmente pelos comportamentos mecânicos não-lineares do elastômero e do pó, assim como pelas condições tribológicas. Neste contexto, este projeto estudou as características do processo e usou a simulação computacional para auxiliar no projeto do ferramental para a RMP, mostrando a viabilidade da fabricação de peças que atendem aos requisitos dimensionais e com resistência mecânica que as permitam permanecerem integras durante as fases seguintes do processamento. Para realizar uma análise numérica confiável, foi necessária uma extensa caracterização do comportamento mecânico dos materiais envolvidos. Foram realizados ensaios mecânicos para a caracterização do elastômero utilizado no molde flexível e do pó de alumina. Uma vez determinados os modelos constitutivos, foi realizada uma análise em elementos finitos da RMP. O estudo de caso utilizado por este projeto de pesquisa foi o processo de prensagem de uma esfera cerâmica de alumina para implante de quadril. Por fim, os resultados experimentais e computacionais foram comparados para destacar a precisão das análises numéricas implementadas.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.description.sponsorshipId140050/2017-5por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1098228832866096por


Arquivos deste item

Thumbnail
Thumbnail

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Exceto quando indicado o contrário, a licença deste item é descrito como Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil