smm0330- princÍpios de anÁlise de falhas em … 2... · prof.dr. josé benedito marcomini...
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Programa
Aula 1 – Histórico;
Aula2 - Introdução: Visão geral da análise de falhas,Estudos decaso, Ensaios Não destrutivos, Escala da fratura, Modelosatomísticos;
Aula 3 - Micromecanismos de fratura, Fenômenos de fragilização,Estudos de caso, técnicas mais comuns e Fractografia Quantitativa;
Aula 4 - Aspectos metalúrgicos em fadiga, Ensaios, Estudos de caso;
Aula 5 – Tensões residuais, Falhas durante o processo, Estudos decasos, Falhas em serviço, Estudos de casos, procedimento de análisede falhas;
Aula 6 –Estudos de casos
P2 – Análise de falhas de uma peça.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
REFERÊNCIAS:
• Fatigue of Materials– S.Suresh, Cambridge University Press, 1998.
• Metalografia e Análise de Falhas, Tibério Cescon e Cesar R.F. Azevedo,ABM, São Paulo, 2006;
• ASM Handbook Vol. 11 - Failure Analysis – 2002;
• ASM Handbook Vol. 12 – Fractography– 1987;
• ASM Handbook Vol. 19 – Fatigue and Fracture– 1996;
• Analyses and Prevention of Aircraft Structural Failures, curso- L. Molent, 2011;
• Engineering disasters: learning from failure, N. Chawla, apresentação,2007;
• What Really Sank the Titanic, Jennifer Hooper McCarty & Tim Foecke,Citadel Press Books, 2008;
REFERÊNCIAS:
• Metallurgy of the RMS Titanic, National Institute of Standards andTechnology-NIST-IR 6118, Tim Foecke.
• Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials– RichardW. Hertzberg, John Willey and Sons, 1996.
• Comportamento Mecânico e Fratura de Componentes e EstruturasMetálicas, Paulo Sergio C. Pereira da Silva, UFPR, 1999;
• Apostila do curso: Fadiga de materiais metálicos, Itamar Ferreira,Unicamp, 2003.
• Mecânica dos Materiais, Claudio Geraldo Schön, Elsevier, 2013.
• Apostila do curso Mecânica de Fratura Elasto-Plástica, Cláudio Ruggieri,EPUSP, 2010;
• Apostila do curso Fadiga de Materiais Estruturais, Cláudio Ruggieri, EPUSP,2010;
• Relatórios de análise de falhas do Prof. José B. Marcomini.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – VISÃO GERAL
• Trabalho investigativo em váriosaspectos: histórico e a falha em si;
• Perícia forense, indústria, pesquisa;
• A maior parte das informações sobreuma fratura (caso particular de falha) éobtida por análise visual a olho “pelado”ou com um instrumento de no máximo10 vezes de aumento.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS
ANÁLISE DE FALHAS – VISÃO GERAL
GESTÃO DE QUALIDADE TOTAL
MELHORIA CONTÍNUA
SEIS SIGMA LEAN MANUFACTURING
NORMAS: ISO TS 16949
KAIZEN
APQP, PPAP, FMEA, MSA
W. Edwards Deming1986
5S CEP
Joseph Juran1988
TOYOTA, APÓS A 2ª GERRA
JIT
CAUSA/SOLUÇÃO
Failure Modes and Effects
Analysis
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – VISÃO GERAL
Conceito dos 6M - falhas em grupos: materiais, métodos, mão-de-
obra, máquinas, meio ambiente, medidas.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – VISÃO GERAL
Exemplo de falha
em material ou
peça
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – VISÃO GERAL
CASO DO SAE 8640 EMPENANDO NA
USINAGEM
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – VISÃO GERAL
ANÁLISE DE FALHAS
ENCONTRO O PORQUÊ, MAS...
O QUE FAZER PARA EVITAR QUE OCORRA NOVAMENTE?
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
• Aço DIN 100Cr6, red. 28,00mm, descascado, fornecido pela VillaresMogi (Gerdau Aços Especiais);
• Produção: 4.000 peças por hora em máquina automática de forjamentotipo Hatebour ou Sakamura;
• Exportação mensal: 3.000.000 peças;
• Foram encontradas 3 peças trincadas na montagem: 1ppm de defeitos,porém a especificação: zero defeitos (qualidade assegurada);
• A TK foi obrigada a gastar 130.000 dólares para manter inspeção 100%fora do país (México e Alemanha), na linha de montagem da Ford;
• Foi montado um grupo de estudos com Engenheiros da TK e Villares;
• Foram testadas barras rejeitadas no “circograph” e foram produzidosdefeitos em barras (riscos, cortes) para forjamento automático;
• Após o forjamento das barras reje
ANÁLISE DE FALHAS – CASO I
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – CASO I
AÇÕES (MESMO SEM SABER A CAUSA):
• Aumento do descarte após circograph: mín de 57mm;
• Aumento do diâmetro da barra antes do descascamento;
• Análise do impacto da falha pelo FMEA;
• Introdução das ações no procedimento de fabricação.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS – CASO II
CAUSAS:
• Adesão de carepa;
• Geratriz: trincas de fadiga térmica do cilindro de “Blooming” (astrincas apresentavam um padrão repetitivo na barra).
MICROTRINCAS SUPERFICIAIS NAS BARRAS - 2003
AÇÕES:
• Adesão de carepa: regulagem do descarepador everificação/alteração na atmosfera do forno de reaquecimento ;
• Trincas de fadiga: aumento da frequência de inspeção;
• Análise do impacto da falha pelo FMEA;
• Introdução das ações no procedimento de fabricação.
ANÁLISE DE FALHAS CASO ONDE A FALHA É BEM VINDA?!
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BIELA
DESVANTAGENS:• PERDA DE MATERIAL;• REBARBA;• DESALINHAMENTO.
MÉTODO TRADICIONAL:• CORTE,• ACABAMENTO POR
USINAGEM;• MONTAGEM.
ANÁLISE DE FALHAS CASO ONDE A FALHA É BEM VINDA?!
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BIELA FRATURADA
MATERIAL DEVE SER ADEQUADO: PRINCIPAL
PARÂMETRO DO PROCESSO
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
DIFICULDADES:MATERIAL DEVE ATENDER OS REQUISITOS DE FADIGA, RESISTÊNCIA EDUTILIDADE PARA A APLICAÇÃO, ALÉM DE APRESENTAR: BOAUSINABILIDADE, FRATURA FRÁGIL (POUCA DEFORMAÇÃO PLÁSTICA),“FRAGILIDADE APROPRIADA”
ANÁLISE DE FALHAS CASO ONDE A FALHA É BEM VINDA?!
PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BIELA FRATURADA
FILME BIELA FRATURADA
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS CASO ONDE A FALHA É BEM VINDA?!
ESTAÇÕES ESPACIAIS E A REENTRADA
SKYLAB – 1973-1979 – REDUÇÃO DO TEMPO ÚTIL PELA MAIOR ATIVIDADE SOLAR QUE EXPANDIU A ATMOSFERA.
EM TORNO DE 380KM DE ALTURA-FORA DA ATMOSFERA
A Conquista do Espaço: do Sputnik a Missão Centenário
Othon Cabo Winter e Antonio Fernando Bertachini De Almeida Prado
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ANÁLISE DE FALHAS CASO ONDE A FALHA É BEM VINDA?!
ESTAÇÕES ESPACIAIS E A REENTRADA
MIR – 1986-2001
A Conquista do Espaço: do Sputnik a Missão Centenário
Othon Cabo Winter e Antonio Fernando Bertachini De Almeida Prado
SÃO PROJETADAS COM PONTOS FRÁGEIS PARA FALHAR NA REENTRADA:PARTES MENORES COM MÍNIMO DE AERODINÂMICA- QUEIMAM NAATMOSFERA.
A Conquista do
Espaço: do Sputnik a
Missão Centenário
Othon Cabo Winter e
Antonio Fernando
Bertachini De Almeida
Prado
Facilita o cálculo de previsão de onde cairão as possíveis partes que não sequeimarem (conservação de momento linear). Além disso, existe umprocedimento de desativação e até propulsão da estação no local preferencialde reentrada.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
EXISTE UM ENSAIO PARA ANÁLISE DE MACROINCLUSÕES, BASEADO
NESTE FENÔMENO: ENSAIO DE FRATURA AZUL.
Prof.Dr. José Benedito Marcomini
ENTRE 300-350ºC, O ÓXIDO FORMADO TEM A COLORAÇÃO AZUL E COMO AS
INCLUSÕES NÃO OXIDAM (LIGAÇÃO FORTE), FICAM BRANCAS E SE
DESTACAM .