Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
Engenharia e Ciência de Materiais (33009015080P8)
ESTUDO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO E CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL DE UMA LIGA DE ALUMÍNIO PARA OBTENÇÃO DE DIAGRAMA METÁLICO PARA TANQUES DE PROPELENTES LÍQUIDOS DO SISTEMA DE CONTROLE DE ATITUDE DE VEÍCULOS ESPACIAIS E DE SATÉLITES, PELO PROCESSO SPINNING FORMING A FRIO.
VALDERCI JOSE GIACOMELLI
DISSERTAÇÃO
29/08/2018

O objetivo deste trabalho foi obter o diafragma metálico para os tanques de propelentes líquidos de sistemas de controle de atitude de veículos espaciais e satélites, produzido em liga de alumínio pelo processo de conformação spinning forming a frio. Foram utilizados três tipos de ligas de alumínio: AA1100; AA5052 e AA6351, sendo que para suas caracterizações foi utilizada microscopia óptica na análise da variação dos tamanhos de grãos no processo de conformação, nanoindentação para análise de durezas e determinação do índice de encruamento nas condições de trabalhos mecânicos a frio e ensaios de tração para caracterização mecânica e obtenção do índice de anisotropia planar (ΔR) e anisotropia normal (Rm). Após o processo de conformação por spinning forming nas três ligas houve a seleção por inspeção visual, e o alumínio AA1100 foi que obteve o melhor comportamento mecânico uma vez que na condição de trabalho a frio as demais ligas não resistiram mecanicamente ao processo. Na conformação por spinning forming obteve-se uma redução gradativa da espessura na membrana, conhecido como shear forming, no sentido do ápice para borda, para que houvesse uma inversão ordenada sem colapsos ou flambagem da mesma. Em dois protótipos foi realizado tratamento térmico de recristalização a uma temperatura de 380ºC por uma hora em imersão e resfriado ao ar, para que os diafragmas pudessem ser comparados em ensaio funcional nas duas condições: encruado e recristalizado. Nos cinco ensaios realizados, onde os diafragmas metálicos foram invertidos com gás pressurizante N2 e uma diferença de pressão de 2bar (ΔP = 2 bar), foi observado o comportamento da membrana no processo de inversão e medido a eficiência de expulsão do líquido em 95%, não sendo observadas diferenças significativas de comportamento nos ensaios com tratamento térmico e sem tratamento térmico, podendo concluir que o processo de conformação por spinning forming a frio como sendo um bom método para obtenção do diafragma metálico no alumínio AA1100.

Spinning forming. Alumínio AA1100. Tanques de propelente líquido. Veículos espaciais. Diafragma metálico.
The objective of this work was to obtain a metallic diaphragm liquid propellants tanks of attitude control systems for space vehicles and satellite, produced in aluminum alloy by the cold spinning forming process. Three types of aluminum alloys used were: AA1100; AA5052 and AA6351. For its characterizations, optical microscopy was used in the analysis of grain size variation by the conformation process, nanoindentation for hardness analysis and determination of the hardening index in the conditions of cold mechanical work and tensile tests for characterization mechanics and to obtaining the planar anisotropy index (ΔR) and normal anisotropy index (Rm). After the spinning forming process, the selection was visual inspection, and the aluminum AA1100 obtained the best mechanical behavior, in cold working condition the other alloys did not resist to the process. In spinning forming a gradual reduction of the thickness was obtained in the membrane, known as shear forming, in top to edge direction, there was an ordered inversion without collapsing or buckling. In two prototypes, a recrystallization heat treatment by the temperature of 380ºC for one hour in immersion were done and cooled in the air, so that the diaphragms could be compared in functional test under both conditions: recrystallized or not. In the five experiments, where the metal diaphragms were inverted with ���� gas in a pressure difference of 2 bar (ΔP = 2 bar), the behavior of the membrane in the inversion process was observed and the ejection efficiency of the liquid was measured in 95%, there were no significant differences in behavior observed in the heat treated and non heat treated tests, and it was possible to conclude that the cold spinning forming process was a good method to obtain the metallic diaphragm in AA1100 aluminum.
Spinning forming. aluminum alloy AA1100. liquid propellants tanks. space vehicles. metallic diaphragm.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

CIÊNCIA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS
MATERIAIS E PROCESSOS PARA APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
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Banca Examinadora

DANIELI APARECIDA PEREIRA REIS
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
MARIA MARGARETH DA SILVA Participante Externo

Vínculo

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Não