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VALIDAÇÃO DE MÁQUINAS DE ENSAIO DE FADIGA PARA IMPLANTES ODONTOLÓGICOS

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by

Tahiriny Kafka

on 28 July 2014

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Transcript of VALIDAÇÃO DE MÁQUINAS DE ENSAIO DE FADIGA PARA IMPLANTES ODONTOLÓGICOS

Mestranda: Tahiriny Ghizoni Kafka
Orientador: Prof. Dr. Ing. Walter Lindolfo Weingaertner

Sumário
Introdução
Planejamento
Experimental
Cronograma
de Atividades
Revisão
Bibliográfica
Recursos Técnicos
e Financeiros
Referências
IMPLANTE ODONTOLÓGICO
FADIGA
VALIDAÇÃO DE MÁQUINAS DE
ENSAIO DE FADIGA PARA
IMPLANTES ODONTOLÓGICOS

Projeto de dissertação de Mestrado
Infraestrutura do Laboratório Mecânica de Precisão - LMP – UFSC;
Professores do programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFSC;
Alunos da disciplina “EMC 5005 – Projeto Integrado em Engenharia Mecânica”.
RECURSOS FINANCEIROS
Bolsa de estudos CNPq;
Recursos advindos da FINEP – Projeto subvenção com a empresa WELLE Laser;
Recursos do LMP;
Recursos do POSMEC.
METODOLOGIA
Softwares;
Acionamento;
Encoders;
Estatística;
Corpos de prova;
Parceria WELLE Laser;
Funcionamento das máquinas.
Flexão Rotativa
Flexão alternada na frequência de ressonância
EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Máquinas de ensaio de fadiga com projeto e montagem mecânica finalizada;
Computadores com os devidos softwares;
Softwares: LabVIEW e um com interface própria exclusiva;
Placas de aquisição de dados;
Corpos de prova.
1. ROSA, E. da. Análise de Resistência Mecânica. Apostila da disciplina de Mecânica da Fratura e Fadiga, Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2002.

2. INSTRON, Fadiga. Disponível em: <http://www.instron.de> Acesso em: 03 set. 2012.

3. PINAGÉ, L. C. Desenvolvimento de um Dispositivo Eletromagnético Ressonante para Ensaio de Fadiga, 2012. 162 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2012.

4. RUMUL, Leading through specialization, Russenberger Prüfmaschinen AG. Suíça, 2011.

5. SPICKENREUTHE, M. Untersuchungen zur Berechnung der Dauerfestigkeit von randschichtgehärteten Dieseleinspritzdüsen. 2007. 277 p. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica). Technischen Universität Ilmenau, Alemanha, 2007.

6. WEINGAERTNER, W. L. Validação de Máquinas de Ensaio de Fadiga para Implantes Odontológicos. LMP - UFSC, 16 de outubro de 2012. (Informação verbal).

7. SOUZA, A. P. et al. Máquina para Ensaio de implantes dentários por flexão rotativa. 2012. Relatório da Disciplina de Projeto Integrado em Engenharia Mecânica. Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2012.

8. LEE, Y. L.; PAN, J.; HATHAWAY, R. B.; BARKEY, M. E. Fatigue Testing and Analysis. Estados Unidos da América, 2005.

9. ANDRESEN, P. et al. ASM Handbook, Vol. 19 - Fatigue and Fracture. 1996.

10. MONTGOMERY, D. C.; RUNGER, G. C. Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros. 2ª ed. 2008.
RECURSOS TÉCNICOS
Bastante procurado;
Substitui dente natural;
Muitas vezes feito de ligas de titânio, pois:
não sofrem corrosão ou rejeição;
possuem alta resistência mecânica.
OBJETIVOS
Geral:
Validação das máquinas;
Comparação entre elas.
Específicos:
Trabalhar com instrumentação e controle;
Realizar ensaios e validá-los.
PROBLEMA
Materiais submetidos a esforços cíclicos alternantes estão sujeitos a falha;
Necessário fazer verificações e validações da resistência do material, a fim de evitar perdas e danos;
Análises feitas através de ensaios de fadiga.
Investigar e prever comportamento dos materiais;
Identificar locais susceptíveis a falhas;
Importante para as áreas médica e odontológica, por poder evitar prejuízos irreparáveis.
JUSTIFICATIVA
Máquina por flexão alternada na frequência de ressonância:
com a frequência sendo igual à natural do material do corpo de prova, o esforço para a manutenção do movimento alter-nante do corpo de prova, até então necessário, é reduzido.

Máquina por flexão rotativa:
por meio de seis motores, acionados simultaneamente com diferentes pesos, é possível se obter resultados mais decisivos e em menos tempo.
ENSAIOS DE FADIGA
Acionamento dos seis eixos por um único motor servo-controlado;
falha ou ruptura progressiva de um material, originadas quando ele é submetido a uma carga inferior àquela máxima que o material é capaz de suportar, devido a repetidas solicitações cíclicas;

fissuras formadas no interior do componente causam a lenta ruptura do material;

resistência à fadiga = número de ciclos que um componente suporta quando submetido à uma determinada carga;

um sistema que já não realiza as devidas atribuições para as quais foi projetado é um sistema com falha;

se um material é submetido a solicitações dinâmicas, de tração e deformação plástica, ao mesmo tempo, ocorrerá uma falha por fadiga.
determinar a vida à fadiga;
localiza falhas;
define o comportamento de materiais quando expostos a variações de cargas de tensão ou perturbações;
geralmente repetidos com ciclos de carga diferentes, porém com amostras idênticas;
realizações menos complicadas e demoradas em relação ao que o componente vai ser submetido ao longo de sua vida (indústria aeronáutica).
aplicado em indústrias ferroviárias e aeronáuticas, a implantes médicos e odontológicos, engrenagens, correntes de transmissão, vergalhões, bielas e outros.
tração-compressão;
torção cíclica;
flexão plana;
flexão rotativa;
flexão alternante;
combinações:
TIPOS DE ENSAIOS DE FADIGA
tração-flexão;
tração-torção;
flexão-torção.
flexão rotativa
corpo de prova rotacionado e tracionado na direção normal ao eixo de rotação até que haja o rompimento do material;

carregamento, feito por um peso, determina o nível de carregamento cíclico suportado pelo material analisado.
flexão alternante
deslocamento do corpo de prova inverte seu sentido conforme as solicitações;

corpo de provas oscila em torno da linha neutra, onde as tensões na superfície do componente alternam de um máximo compressivo para um máximo trativo em cada ciclo completo.
CARREGAMENTO DE UM SISTEMA
Mecanicamente;
Hidraulicamente;
Por campos magnéticos oscilantes;
Novo sistema - cargas na frequência de ressonância:
corpo de prova submetido à uma oscilação;
amplitude definida pela carga sobre o corpo de prova;
perda de energia do sistema oscilatório, provocada pelo amortecimento, é reposta a cada oscilação, de forma que o carregamento cíclico se mantém constante.
ETAPAS
Acionamento
Sensores
Controle
Software
Ensaios
Comparação
Análise
Validação
estatísica
sistemas
dos
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